Tại các hiện trường sản xuất và logistics ở Thái Lan, nơi xu hướng đa chủng loại – lượng nhỏ đang tiến triển nhanh chóng, công việc lấy hàng (picking) trong kho cho đến nay vẫn phụ thuộc rất nhiều vào nhân lực và thời gian đi bộ. Sự mở rộng của thương mại điện tử, sự gia tăng của các lô giao hàng nhỏ đến cửa hàng, cùng với sự bùng nổ số lượng SKU trong các lĩnh vực 3C (máy tính, viễn thông, điện gia dụng), dược phẩm và may mặc đã phơi bày giới hạn của phương thức lấy hàng truyền thống “người đi bộ đến tận kệ để lấy hàng”; trong khi đó, khó khăn trong việc tuyển dụng lao động và chi phí nhân công tăng cao càng khiến vấn đề này trở nên nghiêm trọng hơn. Giải pháp đang thu hút sự chú ý như một cách thay đổi tận gốc tình trạng này chính là robot lấy thùng CTU, hiện thực hóa việc lấy hàng tự động theo phương thức “Tote to Person”. TOMAS TECH, với tư cách là nhà tích hợp CNTT đặt trụ sở tại Thái Lan phục vụ ngành sản xuất và logistics, kết hợp robot CTU của Hikrobot với các phần mềm cấp trên hỗ trợ nó, qua đó cung cấp giải pháp tự động hóa kho được tối ưu hóa cho hiện trường của quý khách hàng. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày cặn kẽ từ góc nhìn của người phụ trách thực tế: CTU là gì, cơ chế hoạt động và danh mục sản phẩm, cách đọc thông số kỹ thuật, lợi ích khi triển khai, việc tích hợp phần mềm, các ngành ứng dụng, so sánh với những phương thức khác, cũng như quy trình triển khai và công tác bảo trì.

CTU (Carton Transfer Unit) là gì

CTU là chữ viết tắt của “Carton Transfer Unit”, tức là robot lấy và vận chuyển tự hành, có thể gọi là “bộ vận chuyển thùng (tote)”. CTU được cấu thành từ ba yếu tố chính là khung gầm (xe di chuyển), tầng kệ (bộ lưu trữ trên xe) và cơ cấu gắp; robot hoàn toàn không cần người vận hành, tự lấy tote (thùng nhựa tuần hoàn, container) ra khỏi kệ lưu trữ, chở đồng thời nhiều tote và vận chuyển đến trạm thao tác. Thay vì để “người đi bộ đến kệ lưu trữ để lấy hàng” như trước đây, giờ đây “robot mang tote chứa hàng đến chỗ người” – chính sự chuyển đổi tư duy này là bản chất của phương thức “Tote to Person” mà CTU hiện thực hóa.

Thuật ngữ Tote to Person mang ý nghĩa rằng vai trò chính trong công việc lấy hàng được chuyển từ “sự di chuyển của con người” sang “sự di chuyển của hàng hóa”. Nhân viên chỉ cần đứng cố định tại trạm lấy hàng đã định và lấy những sản phẩm cần thiết từ các tote mà robot lần lượt mang đến. Nhờ loại bỏ động tác đi bộ vốn không tạo ra giá trị gia tăng, số lượt lấy hàng trên một đơn vị thời gian, tức là throughput (năng suất xử lý), được nâng lên vượt bậc. Đồng thời, do CTU tận dụng được chiều cao để bố trí kệ lưu trữ với mật độ cao, hệ thống còn có đặc điểm nổi bật là tối đa hóa dung lượng lưu trữ trong diện tích sàn hạn chế.

CTU tự hành trong lối đi giữa các kệ, khi đến vị trí kệ mục tiêu thì vươn cơ cấu gắp trang bị trên thân xe ra để kéo tote ra và cất vào tầng kệ lưu trữ trên xe. Vì có thể xử lý nhiều tote trong một tác vụ, một robot có thể xử lý gộp nhiều đơn hàng hoặc nhiều SKU chỉ trong một lượt đi – về, và hiệu suất vận chuyển cao chính là thế mạnh cốt lõi của CTU. Các sản phẩm CTU được chia thành ba loại lớn: loại khung ống lồng (Telescopic type), loại khung đơn (Single frame type) và loại đơn thùng (Simplex bin robots); việc lựa chọn mẫu máy tối ưu sẽ căn cứ vào chiều cao trần của hiện trường, mật độ lưu trữ và quy cách tote được sử dụng.

Ba yếu tố cấu thành CTU

Để hiểu cụ thể hơn về cấu tạo của CTU, hãy cùng phân tích ba yếu tố cấu thành chính của nó. Yếu tố thứ nhất là “khung gầm (Chassis)”. Khung gầm là nền tảng đảm nhiệm việc di chuyển của robot, nơi lắp đặt hệ truyền động, pin, hệ điều khiển điện và các loại cảm biến. Chiều rộng khung gầm được cung cấp trong dải rộng từ 680mm đến 1385mm tùy theo mẫu máy, và được lựa chọn theo giới hạn chiều rộng lối đi cũng như kích thước tote cần xử lý. Ngoài phương thức dẫn động vi sai (Differential), còn có khung gầm kiểu di chuyển đa hướng (Omnidirectional), đáp ứng các hiện trường có lối đi hẹp hoặc yêu cầu thiết kế tuyến đường linh hoạt.

Yếu tố thứ hai là “tầng kệ (bộ lưu trữ tote trên xe)”. Đây là kệ lưu trữ tạm thời cho tote được tích hợp trên thân robot, có các biến thể như bộ lưu trữ tiêu chuẩn và bộ lưu trữ dạng combing (giao nhận). Bằng cách xếp đồng thời nhiều tote lên tầng kệ này, robot hiện thực hóa khả năng “vận chuyển đồng thời nhiều tote (Multi tote concurrency handling)”, tức chở được nhiều thùng chỉ trong một lượt di chuyển. Thiết kế số tầng và chiều cao của tầng kệ là yếu tố quan trọng quyết định sự cân bằng giữa hiệu suất lưu trữ và hiệu suất lấy hàng.

Yếu tố thứ ba là “cơ cấu gắp (Pick-up mechanism)”. Đây là cơ cấu chuyển tote giữa kệ lưu trữ và thân robot, và tính chất của nó thay đổi đáng kể tùy theo phương thức. Tiêu biểu là phương thức kẹp (Clamp), kẹp hai mặt bên của tote để kéo ra. Một phương thức khác là nĩa ống lồng (Telescopic-fork), đưa nĩa vào phía dưới kệ để nâng tote lên. Ngoài ra, hệ thống còn hỗ trợ tùy biến sang các phương thức như hút chân không (Vacuum-suction), móc gắp (Grabbing-hook), con lăn (Roller) và băng tải (Belt), cho phép chọn cơ cấu tối ưu theo đặc tính của đối tượng cần xử lý. Có thể sử dụng linh hoạt theo dạng hàng, chẳng hạn dùng phương thức nĩa ống lồng cho các đối tượng không phù hợp với thao tác đẩy – kéo, hoặc phương thức nĩa ống lồng chịu tải lớn cho hàng nặng.

Những vấn đề của phương thức lấy hàng truyền thống

Để hiểu vì sao CTU lại cần thiết cho các hiện trường logistics hiện nay, trước hết cần hệ thống lại những vấn đề mang tính cấu trúc mà phương thức lấy hàng truyền thống đang gặp phải. Những vấn đề này xuất hiện phổ biến trong các lĩnh vực thương mại điện tử, bán lẻ và sản xuất, và chúng không chỉ dừng lại ở mức “kém hiệu quả trong tác nghiệp” mà đã phát triển thành bài toán quản trị đe dọa chính khả năng mở rộng của doanh nghiệp và cơ cấu chi phí.

Công việc phức tạp hơn do đa chủng loại và số SKU tăng

Cùng với sự đa dạng hóa nhu cầu của người tiêu dùng và sự phát triển của thương mại điện tử, số lượng SKU (đơn vị quản lý tồn kho) mà kho hàng phải xử lý đang tăng lên từng năm. Ngay cả với cùng một mặt hàng, kích cỡ, màu sắc và các biến thể cũng được phân chia chi tiết hơn, khiến việc phải lưu trữ số chủng loại rất lớn với số lượng nhỏ mỗi loại đã trở nên phổ biến. SKU càng tăng thì độ khó của việc tìm ra sản phẩm mục tiêu càng lớn, và xác suất xảy ra sai sót khi lấy hàng cũng cao hơn. Tỷ lệ đơn hàng đa chủng loại – lượng nhỏ càng cao thì quãng đường đi bộ cho mỗi đơn hàng càng dài và năng suất càng giảm.

Thời gian đi bộ – công đoạn không tạo ra giá trị gia tăng

Trong phương thức truyền thống “người đi đến kệ để lấy hàng (Person to Goods)”, người ta cho rằng phần lớn thời gian làm việc của nhân viên thực chất bị tiêu tốn cho việc “đi bộ”. Mỗi ngày họ đi bộ hàng cây số trong kho rộng lớn, tìm sản phẩm trước kệ, lấy ra rồi lại di chuyển sang kệ tiếp theo. Trong chuỗi động tác này, thời gian thực sự cầm sản phẩm trên tay chỉ chiếm phần rất nhỏ, phần lớn thời gian còn lại bị tiêu tốn cho việc di chuyển và tìm kiếm. Mặc dù không tạo ra giá trị gia tăng, việc đi bộ vẫn lấy đi thể lực của nhân viên, gây ra sai sót do mệt mỏi và làm giảm năng suất. Trong bối cảnh thiếu hụt nhân lực ngày càng nghiêm trọng, việc tiếp tục để nguồn nhân lực hạn chế dành cho hoạt động đi bộ kém hiệu quả này là một tổn thất cơ hội rất lớn.

Sự đánh đổi giữa mật độ lưu trữ và hiệu suất tác nghiệp

Với phương thức lấy hàng thủ công truyền thống, doanh nghiệp buộc phải bảo đảm lối đi đủ rộng để nhân viên di chuyển an toàn và hiệu quả; đồng thời, vì chỉ có thể lưu trữ hàng trong tầm với của tay nên chiều cao kệ cũng bị giới hạn. Kết quả là rất khó nâng cao dung lượng lưu trữ trên mỗi đơn vị diện tích sàn, tức là mật độ lưu trữ. Nếu cố nâng mật độ lưu trữ bằng cách thu hẹp lối đi hay nâng cao kệ, thì lần này hiệu suất tác nghiệp và tính an toàn lại bị hy sinh. Chính sự đánh đổi giữa mật độ lưu trữ và hiệu suất tác nghiệp là thế lưỡng nan mà các kho truyền thống đã phải đối mặt suốt nhiều năm. Tại những khu vực có xu hướng tăng giá thuê và chi phí đất đai như Thái Lan, việc tận dụng hiệu quả diện tích hạn chế sẽ quyết định khả năng sinh lời.

Giới hạn khả năng mở rộng do phụ thuộc vào nhân lực

Tại các hiện trường thương mại điện tử và bán lẻ, nơi khối lượng hàng hóa có thể tăng gấp nhiều lần trong mùa cao điểm, doanh nghiệp phải tăng giảm số nhân viên theo biến động nhu cầu. Tuy nhiên, việc tuyển dụng và đào tạo nhân viên lấy hàng lành nghề trong thời gian ngắn không hề dễ dàng, và việc bảo đảm nhân lực cho mùa cao điểm ngày càng khó khăn hơn. Vì chất lượng công việc phụ thuộc vào tay nghề của từng người, nên càng nhiều nhân viên mới thì sai sót càng tăng và chi phí đào tạo cũng phình to. Việc tuyển dụng không theo kịp tốc độ tăng trưởng của doanh nghiệp, hoặc hiệu suất chững lại dù đã tăng nhân sự – những giới hạn về khả năng mở rộng như vậy trở thành nút thắt nghiêm trọng đối với các doanh nghiệp đang tăng trưởng.

Cơ chế và trình tự vận hành của CTU

Tiếp theo, hãy cùng xem cụ thể CTU vận hành như thế nào và giải quyết những vấn đề trên ra sao, theo đúng trình tự công việc. Quá trình lấy hàng bằng CTU bắt đầu từ chỉ thị của hệ thống cấp trên, gồm chuỗi chu trình: lấy tote ra, vận chuyển đồng thời nhiều tote, lấy hàng tại trạm thao tác và trả tote về vị trí.

Lấy tote ra khỏi kệ

Khi phát sinh đơn lấy hàng, vị trí lưu trữ của tote chứa sản phẩm cần thiết sẽ được truyền từ WMS (hệ thống quản lý kho) cấp trên hoặc hệ thống quản lý tồn kho đến hệ thống điều khiển robot. CTU tự hành di chuyển đến vị trí kệ mục tiêu và hiệu chỉnh vị trí tương đối giữa kệ và robot đến từng milimét bằng cơ chế định vị thứ cấp. Khi vị trí đã được xác định, robot vươn cơ cấu gắp về phía kệ: với phương thức kẹp thì kẹp vào mặt bên của tote, với phương thức nĩa ống lồng thì đưa nĩa vào bên dưới tote, rồi kéo tote mục tiêu ra khỏi kệ lưu trữ. Tote sau khi được kéo ra sẽ được cất trực tiếp vào bộ lưu trữ trên thân xe.

Trong thao tác lấy ra này, chức năng phát hiện tote nhô ra (Tote protrusion detection) sẽ hoạt động: nếu vị trí cất giữ có bất thường, robot phát cảnh báo và dừng hoạt động ngay lập tức. Ngoài ra, các mẫu khung ống lồng cỡ cao còn được trang bị chức năng hiệu chỉnh bằng thị giác máy (hiệu chỉnh vị trí 3D / hiệu chỉnh mã beacon 2D) để nhận dạng tote bằng hình ảnh và hiệu chỉnh vị trí, giúp thực hiện chuyển tải với độ tin cậy cao ngay cả trong tình huống không thể dán nhãn đánh dấu lên tote. Nhờ cơ chế điều khiển thích ứng tự động điều chỉnh tốc độ nâng – hạ theo chiều cao, hệ thống đạt được cả sự ổn định khi làm việc trên cao lẫn tốc độ nhanh khi làm việc ở tầm thấp.

Vận chuyển đồng thời nhiều tote

Năng lực đặc trưng nhất của CTU là khả năng “vận chuyển đồng thời nhiều tote”, tức xử lý cùng lúc nhiều tote trong một tác vụ. Robot lần lượt đi qua các kệ mục tiêu và xếp nhiều tote lên tầng kệ của thân xe. Nhờ đó, một robot có thể xử lý gộp nhiều đơn hàng hoặc nhiều SKU chỉ trong một lượt đi – về, tối thiểu hóa số lượt di chuyển đồng thời tối đa hóa hiệu suất vận chuyển. Với cấu hình sử dụng trạm giao nhận chuyên dụng (Flash Station), hệ thống xử lý 6 – 8 thùng trong một tác vụ, đạt hiệu suất nhập/xuất kho tối đa 500 tote/giờ, và riêng Flash Station đạt throughput cao ở mức 500 – 800 tote/giờ.

Việc chở được đồng thời nhiều tote không chỉ giúp giảm số lượt vận chuyển, mà còn cho phép áp dụng các chiến lược lấy hàng nâng cao như “lấy hàng đa đơn (multi-order picking)” – xử lý song song nhiều đơn hàng, hay “lấy hàng theo đợt (wave picking)” – xử lý gộp các đợt xuất hàng. Khi phần mềm cấp trên gom nhóm đơn hàng một cách tối ưu và tinh gọn tuyến di chuyển của robot, throughput của toàn bộ hiện trường còn được nâng lên cao hơn nữa.

Lấy hàng tại trạm thao tác

CTU sau khi xếp tote lên xe sẽ di chuyển đến trạm thao tác. Tại trạm, nhân viên đứng chờ ở vị trí cố định, lấy đúng sản phẩm với đúng số lượng cần thiết từ tote mà robot mang đến theo chỉ dẫn hiển thị trên màn hình, rồi bỏ vào thùng xuất hàng hoặc một tote khác. Nhân viên không cần đi lại, chỉ việc lấy hàng từ tote được đưa đến ngay trước mặt, nhờ đó có thể tập trung vào công việc lấy hàng và giảm đáng kể mệt mỏi. Cũng có cấu hình cho phép xử lý cả nhập kho lẫn xuất kho tại cùng một trạm; bằng việc sử dụng cơ cấu giao nhận chiếm ít diện tích và có cấu trúc đơn giản như Flash Station, hệ thống vẫn phát huy năng lực xử lý cao ngay cả trong không gian hạn chế.

Tote sau khi lấy hàng xong sẽ được CTU đưa trở lại kệ lưu trữ ban đầu hoặc vị trí lưu trữ được chỉ định. Thao tác trả về này cũng được thực hiện tự động, và thông tin tồn kho được đồng bộ theo thời gian thực với hệ thống cấp trên. Nhờ chuỗi chu trình này được lặp lại không ngừng nghỉ, kho hàng có thể duy trì năng lực xử lý ổn định bất kể ngày hay đêm.

Các loại sản phẩm CTU và đặc tính

CTU có nhiều loại sản phẩm để lựa chọn theo yêu cầu của từng hiện trường. Ở đây, chúng tôi chia thành ba nhóm lớn là loại khung ống lồng, loại khung đơn (loại kẹp đa thùng) và loại đơn thùng, đồng thời giải thích đặc tính của từng loại. Khi lựa chọn mẫu máy, điều quan trọng là đánh giá tổng hợp sự cân bằng giữa chiều cao lấy hàng cần thiết, quy cách tote sử dụng, chiều rộng lối đi, mật độ lưu trữ và ngân sách.

Loại khung ống lồng (Telescopic Frame Type)

Loại khung ống lồng có cấu trúc mà bản thân khung (cột nâng) có thể co giãn, là loại cao cấp nhất, đáp ứng nhu cầu lưu trữ siêu cao tầng. Mẫu tiêu biểu F0-50DCH(T) dựa trên khung gầm 950mm và đạt chiều cao lấy hàng cực lớn tới 10m. Khung ống lồng có ba kích cỡ tiêu chuẩn là 6,5m/8m/10m, và triết lý thiết kế là tái sử dụng các kích cỡ này mà thường không cần tùy biến riêng. Các tình huống áp dụng có thể kể đến: kho có kết cấu bất thường cần chui qua bên dưới cửa chống cháy hoặc đường ống, kho siêu cao tầng có trần cao, các kho cao tầng của ngành phân phối như kho thương mại điện tử xuyên biên giới, kho giày dép và may mặc, hay kho hàng chi tiết nhỏ của ngành ô tô.

Các mẫu khung ống lồng cỡ cao (8m/10m) được trang bị tiêu chuẩn nhiều chức năng nhằm nâng cao độ tin cậy và tính an toàn khi làm việc trên cao, như: thiết bị ghi hành trình (traffic recorder), hiệu chỉnh thị giác cho tote, chức năng tịnh tiến trái – phải của cụm cơ cấu theo từng milimét, bộ đệm giảm chấn tại điểm nâng – hạ của khung ống lồng, phát hiện tote nhô ra, mô-đun nâng hạ tốc độ cao tối đa 1m/s, và điều khiển thích ứng tốc độ nâng – hạ theo chiều cao làm việc. Ngoài ra, trên thực tế, cấu hình “kết hợp cao – thấp” thường được khuyến nghị: ví dụ với kho cần chiều cao lấy hàng 8m, việc kết hợp mẫu khung đơn 6m với mẫu khung ống lồng 8m có thể giúp giảm đáng kể chi phí và rút ngắn thời gian giao hàng so với việc dùng toàn bộ là mẫu khung ống lồng. Hệ thống cũng hỗ trợ tùy biến để kết nối các CTU cao và thấp vào cùng một Flash Station.

Loại khung đơn (loại kẹp đa thùng)

Loại khung đơn là loại tiêu chuẩn có khung liền khối không co giãn, với danh mục mẫu máy phong phú, chủ yếu theo phương thức kẹp đa thùng (chở nhiều tote). Có nhiều biến thể khác nhau về chiều rộng khung gầm và chiều cao lấy hàng, cho phép lựa chọn tỉ mỉ theo yêu cầu của hiện trường. Ví dụ: F0-50DCN với khung gầm 700mm, chiều rộng lối đi 850mm và chiều cao lấy hàng tối đa 3m; F0-50DC với khung gầm hẹp 850mm và chiều cao tối đa 4m; F0-50DCH với khung gầm tiêu chuẩn 950mm và chiều cao tối đa 6m (khi tải 30kg); F0-50DCW với khung gầm 1150mm, đáp ứng tote cỡ lớn tối đa 630×800mm. Thế mạnh của dòng này là khả năng đáp ứng đa dạng quy cách tote, từ thùng linh kiện nhỏ tiêu chuẩn châu Âu (300×400) đến thùng linh kiện lớn (500×700), thùng lớn tiêu chuẩn châu Âu (600×800), cũng như tote phi tiêu chuẩn và thùng carton.

Dòng sản phẩm theo phương thức kẹp còn hỗ trợ các tùy biến như chiều rộng điều chỉnh được (Adjustable width) hay kẹp sâu kép (Double deep, đáp ứng kệ có hai hàng theo chiều sâu). Tuy nhiên, sản phẩm càng có nhiều biến thể quy cách tote thì yếu tố tùy biến càng tăng, do đó việc chuẩn hóa quy cách tote trong phạm vi có thể được khuyến nghị xét trên góc độ ổn định của toàn hệ thống và hiệu quả chi phí. Cấu trúc khung và cơ cấu kẹp đã được cải tiến qua nhiều thế hệ; ở thế hệ mới nhất, chiều cao lưu trữ vô hiệu (khoảng không chết theo phương thẳng đứng, nơi không đặt được tote) đã được giảm bớt để nâng cao hiệu suất lưu trữ, cấu trúc được đơn giản hóa nhằm cải thiện khả năng bảo trì, đồng thời chiều dài khung gầm và đường kính quay vòng được thu nhỏ để tăng khả năng thích ứng với hiện trường chật hẹp.

Loại đơn thùng (Simplex Bin / Single Box Type)

Loại đơn thùng là loại nhỏ gọn, xử lý mỗi lần một thùng, phù hợp với các ứng dụng trong không gian hạn chế như kết nối trực tiếp với dây chuyền sản xuất hoặc các cửa giao nhận có độ cao khác nhau (giao nhận trên không). Mẫu tiêu biểu MR-F0-50SC có kích thước ngoài 956×680×2000mm, chiều rộng lối đi 830mm – khá nhỏ gọn, đáp ứng tote 600×400×340mm, với chiều cao lấy hàng là 1,5m khi tải 50kg và 2m khi tải 30kg. Ngoài cơ cấu kẹp sâu đơn tiêu chuẩn, sản phẩm còn hỗ trợ các tùy biến như di chuyển hai chiều, nĩa ống lồng sâu đơn, con lăn và kẹp con lăn.

Ứng dụng điển hình của loại đơn thùng là cấp vật tư vào không gian hẹp của dây chuyền sản xuất như dây chuyền SMT (lắp ráp bề mặt), hoặc ứng dụng giao nhận trên không giữa các cửa vận chuyển có độ cao thay đổi. Trong khi loại đa thùng đảm nhiệm việc lấy hàng khối lượng lớn trong kho, thì loại đơn thùng lại có sở trường ở vai trò “cấp hàng cho dây chuyền” – cung cấp đúng vật tư cần thiết vào đúng thời điểm cần thiết ngay sát dây chuyền sản xuất. Đây là mắt xích quan trọng kết nối liền mạch giữa kho và dây chuyền sản xuất trong logistics nội bộ nhà máy.

Loại nĩa ống lồng đa thùng

Khác với phương thức kẹp – kẹp đối tượng từ hai bên hông, phương thức nĩa ống lồng đưa nĩa vào bên dưới rồi nâng lên, nên phù hợp với các đối tượng không thích hợp cho thao tác đẩy – kéo, các trường hợp có quá nhiều loại quy cách tote khiến kẹp chiều rộng thay đổi khó đáp ứng, cũng như việc xử lý hàng nặng. Loại nĩa ống lồng đa thùng gồm các mẫu như F0-50DTN với khung gầm 700mm (tải 50kg, kích thước SKU điển hình W300×L400), F0-50DT với khung gầm 850mm (tải 50kg, W490×L600), F0-50DTH với khung gầm 950mm (tải 50kg/100kg, W520×L690 v.v.). Đặc biệt, F0-50DTH có thể xử lý hàng nặng tối đa 100kg và cho phép chọn hai loại cụm cơ cấu. Tại những hiện trường có ràng buộc khắt khe về dạng hàng hoặc phải xử lý hàng nặng, loại nĩa ống lồng là lựa chọn rất đáng cân nhắc.

Cách đọc các thông số kỹ thuật chính

Khi lựa chọn CTU, việc đọc hiểu chính xác các giá trị thông số liệt kê trong catalog là điều không thể thiếu. Ở đây, chúng tôi giải thích ý nghĩa và những điểm mấu chốt khi lựa chọn đối với các hạng mục thông số chính – vốn là trục phán đoán khi chọn mẫu máy. Khi hiểu được hàm ý thực tiễn phía sau các con số, quý vị sẽ chọn được mẫu máy thực sự phù hợp với hiện trường của mình.

Chiều rộng khung gầm và chiều rộng lối đi

Chiều rộng khung gầm là thông số cơ bản nhất, quyết định chiều rộng lối đi cần thiết để robot di chuyển. Chiều rộng khung gầm của CTU trải rộng từ 680mm đến 1385mm tùy mẫu máy; ví dụ với khung gầm 700mm thì chiều rộng lối đi khoảng 850mm là mức tham chiếu. Khung gầm càng hẹp thì càng có thể thu hẹp lối đi để nâng cao mật độ lưu trữ, nhưng đổi lại sẽ có giới hạn về kích thước tote xử lý được và khả năng chịu tải. Ngược lại, các mẫu máy xử lý tote cỡ lớn đòi hỏi khung gầm và lối đi rộng hơn. Khi thiết kế bố trí mặt bằng hiện trường, cần tính ngược chiều rộng lối đi cần thiết từ chiều rộng khung gầm, rồi chọn mẫu máy có sự cân bằng tối ưu giữa mật độ lưu trữ và tính thuận tiện trong tác nghiệp. Nếu chọn khung gầm di chuyển đa hướng, hệ thống có thể đáp ứng cả lối đi hẹp hơn và thiết kế tuyến đường linh hoạt hơn.

Chiều cao lấy hàng (tối đa 10m)

Chiều cao lấy hàng là thông số cho biết robot có thể lấy tote từ vị trí kệ cao đến đâu, và là chỉ số cực kỳ quan trọng vì liên quan trực tiếp đến dung lượng lưu trữ. Chiều cao lấy hàng của CTU được thiết lập theo từng mẫu máy ở phiên bản cơ sở (ví dụ 300 – 2085mm, 300 – 4000mm v.v.), và có thể tùy biến để đáp ứng tối đa 2m, 3m, 4m, 6m, còn với loại khung ống lồng thì lên tới tối đa 10m. Với kho có trần cao, việc chọn mẫu máy cao tầng cho phép nâng dung lượng lưu trữ lên gấp nhiều lần trên cùng một diện tích sàn. Tuy nhiên, chiều cao lấy hàng càng lớn thì thân máy càng to và chi phí càng cao, đồng thời việc nâng – hạ ở trên cao đòi hỏi kỹ thuật điều khiển tương xứng. Như đã đề cập, nếu chiều cao cần thiết ở mức trung bình thì cách tiếp cận kết hợp mẫu cao và mẫu thấp để tối ưu tổng chi phí và thời gian giao hàng sẽ rất hiệu quả. Ngoài ra, cũng có những mẫu máy mà chiều cao lấy hàng khả dụng giảm xuống khi tải trọng tăng lên (ví dụ: đáp ứng 6m khi tải 30kg, 5m khi tải 50kg), nên cần kiểm tra cả sự cân bằng với trọng lượng.

Hiệu suất nhập/xuất kho (tối đa 500 tote/giờ)

Hiệu suất nhập/xuất kho là chỉ số thực tiễn nhất để đo throughput của hệ thống, cho biết số tote xử lý được trên một đơn vị thời gian. Hiệu suất nhập/xuất kho của CTU đạt tối đa 500 tote/giờ, và với cấu hình sử dụng Flash Station chuyên dụng thì đạt 500 – 800 tote/giờ. Con số này có được nhờ năng lực vận chuyển đồng thời nhiều tote, cho phép xử lý cùng lúc 6 – 8 thùng trong một tác vụ. Throughput thực tế phụ thuộc vào thiết kế của toàn hệ thống, bao gồm số lượng robot, độ dài tuyến di chuyển, cách gom nhóm đơn hàng, số lượng trạm và thuật toán tối ưu của phần mềm cấp trên. Do đó, điều quan trọng là không chỉ nhìn vào giá trị đỉnh trên catalog, mà phải thiết kế cấu hình đáp ứng năng lực xử lý cần thiết dựa trên mô phỏng có tính đến đặc tính đơn hàng thực tế của doanh nghiệp. TOMAS TECH hỗ trợ thiết kế số lượng xe và bố trí mặt bằng tối ưu dựa trên dữ liệu khối lượng hàng hóa của quý khách hàng.

Tải trọng và quy cách tote

Tải trọng là giới hạn trên của khối lượng có thể đặt trên mỗi tote, tiêu chuẩn là 30kg hoặc 50kg, còn một số mẫu thuộc loại nĩa ống lồng đáp ứng tối đa 100kg. Cần lựa chọn mẫu máy theo trọng lượng của mặt hàng cần xử lý. Về quy cách tote, kích thước đáp ứng được quy định theo từng mẫu máy, từ thùng linh kiện nhỏ tiêu chuẩn châu Âu (300×400) đến thùng linh kiện lớn (500×700) và thùng lớn (600×800, 630×800). Việc chuẩn hóa quy cách tote ở mức tối đa có thể là điều cực kỳ quan trọng để mở rộng tự do trong lựa chọn mẫu máy, nâng cao độ ổn định của hệ thống và bảo đảm khả năng mở rộng trong tương lai. Trong trường hợp sử dụng tote lẫn lộn nhiều kích thước, đặc biệt là các vật liệu có chênh lệch kích thước lớn, cơ cấu giao nhận tự động như Flash Station có thể không phù hợp, do đó cần đánh giá thận trọng từ trước.

Lợi ích khi triển khai CTU

Việc triển khai CTU mang lại cải thiện trên nhiều phương diện cho hoạt động logistics của kho và nhà máy. Ở đây, chúng tôi hệ thống lại những lợi ích cụ thể của việc triển khai theo bốn góc độ: throughput, mật độ lưu trữ, giảm nhân lực và độ chính xác. Các lợi ích này liên hệ tương hỗ với nhau và về tổng thể sẽ nâng cao đáng kể năng suất cũng như khả năng sinh lời của hoạt động vận hành kho.

Nâng cao throughput vượt bậc

Lợi ích lớn nhất khi triển khai CTU là throughput của hoạt động lấy hàng được nâng lên vượt bậc. Vì việc đi bộ của nhân viên bị loại bỏ và hiệu suất vận chuyển trên mỗi robot được tối đa hóa nhờ chở đồng thời nhiều tote, nên số lượt xử lý trên một đơn vị thời gian vượt xa phương thức lấy hàng thủ công truyền thống. Hiệu suất nhập/xuất kho đạt tối đa 500 tote/giờ, và với cấu hình Flash Station đạt tối đa 800 tote/giờ, mang lại năng lực xử lý ổn định mà chất lượng không suy giảm ngay cả khi vận hành liên tục 24 giờ. Hệ thống cũng đáp ứng linh hoạt trước sự tăng vọt khối lượng hàng trong mùa cao điểm bằng cách kéo dài thời gian vận hành hoặc bổ sung số lượng robot, qua đó bảo đảm khả năng mở rộng theo đà tăng trưởng của doanh nghiệp.

Tối đa hóa mật độ lưu trữ

Vì CTU tận dụng chiều cao để bố trí kệ lưu trữ với mật độ cao, hệ thống có thể tối đa hóa dung lượng lưu trữ trong diện tích sàn hạn chế. Nếu sử dụng loại khung ống lồng, kho có thể lưu trữ cao tầng tới 10m, chứa được lượng tồn kho gấp nhiều lần so với kho truyền thống trên cùng diện tích sàn. Ngoài ra, do không còn cần lối đi rộng vốn dành cho thao tác thủ công, việc thu hẹp lối đi đến mức tối thiểu đủ cho robot di chuyển giúp nâng cao hơn nữa hiệu suất lưu trữ trên mỗi đơn vị diện tích sàn. Ở các mẫu máy thế hệ mới nhất, khoảng không chết theo phương thẳng đứng cũng được giảm thiểu nhờ cắt giảm chiều cao lưu trữ vô hiệu, cho thấy nỗ lực không ngừng trong việc theo đuổi mật độ lưu trữ. Tại thị trường Thái Lan, nơi chi phí đất đai và giá thuê tiếp tục tăng, việc nâng cao mật độ lưu trữ này dẫn trực tiếp đến cải thiện lợi nhuận.

Giảm nhân lực và cải thiện môi trường lao động

Khi robot đảm nhiệm việc vận chuyển, số nhân lực cần cho công việc lấy hàng có thể giảm đáng kể. Nhân viên không còn phải đi lại và có thể chuyên tâm vào các công việc có giá trị gia tăng cao tại trạm, nhờ đó năng suất trên mỗi người được nâng lên. Trong các trường hợp triển khai AMR cùng loại, đã có ví dụ cắt giảm hơn 60 nhân viên trên toàn nhà máy, cho thấy hiệu quả giảm nhân lực là cực kỳ lớn. Trong bối cảnh thiếu hụt nhân lực ngày càng nghiêm trọng, khả năng xử lý khối lượng hàng lớn hơn với ít người hơn cũng mang ý nghĩa quan trọng xét trên góc độ duy trì hoạt động kinh doanh. Thêm vào đó, việc giảm gánh nặng thể chất do phải mang vác hàng nặng đi quãng đường dài giúp cải thiện môi trường lao động, đồng thời góp phần nâng cao tỷ lệ gắn bó của nhân viên và tăng sức cạnh tranh trong tuyển dụng.

Nâng cao độ chính xác khi lấy hàng

Khi CTU được liên kết với hệ thống cấp trên, công việc lấy hàng được thực hiện theo chỉ thị của hệ thống, nhờ đó những thao tác vốn phụ thuộc vào kinh nghiệm và cảm tính của con người được chuẩn hóa và sai sót khi lấy hàng giảm đáng kể. Vì robot mang đến chính xác tote được chỉ định và nhân viên lấy hàng theo chỉ dẫn trên màn hình, xác suất xảy ra sai sót như giao nhầm hàng hay thiếu hàng sẽ giảm xuống. Thông tin tồn kho được đồng bộ theo thời gian thực với hệ thống cấp trên, nên khả năng nhìn thấy tồn kho được cải thiện và độ chính xác của công tác kiểm kê cũng tăng lên. Việc giảm sai sót dẫn trực tiếp đến cắt giảm chi phí xử lý hàng trả lại và giao lại, đồng thời nâng cao mức độ hài lòng của khách hàng.

Tích hợp phần mềm: bộ não vận hành CTU một cách thông minh

Yếu tố phát huy tối đa năng lực của phần cứng CTU chính là các phần mềm điều khiển tích hợp. Để hàng chục, hàng trăm robot phối hợp với nhau trong cùng một không gian mà không va chạm và xử lý tối ưu khối lượng đơn hàng khổng lồ, một kiến trúc phần mềm phân tầng là điều không thể thiếu. Trong phần này, chúng tôi trình bày về các phần mềm chính là iWMS, RCS, WCS cũng như việc tích hợp với WMS/ERP cấp trên.

iWMS: hệ thống quản lý nghiệp vụ lấy quản lý tồn kho làm cốt lõi

iWMS (intelligent Warehouse Management System) là hệ thống quản lý nghiệp vụ đặt quản lý tồn kho làm cốt lõi. Nhờ tích hợp công nghệ khai phá dữ liệu và AI cùng việc tận dụng bộ thành phần phát triển low-code, hệ thống cho phép thiết lập linh hoạt và đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu tùy chỉnh. iWMS quản lý các tác vụ nghiệp vụ như nhập kho, xuất kho, chuyển tồn kho, kiểm kê, đồng thời được trang bị các thuật toán nghiệp vụ nâng cao như đề xuất vị trí lưu trữ (storage recommendation), quản lý wave thông minh, quản lý heat (tần suất trích xuất) và thuật toán phân bổ tồn kho. Nhờ đó, hệ thống không chỉ đơn thuần vận hành robot mà còn hiện thực hóa việc tối ưu hóa thông minh cho hoạt động kho, chẳng hạn nên lưu trữ sản phẩm nào ở đâu và nên gom nhóm, xử lý các đơn hàng ra sao. iWMS còn có các phiên bản chuyên biệt theo ngành như iWMS-AUTO cho ngành ô tô, iWMS-3C cho ngành 3C và iWMS-Logistics cho ngành logistics, thích ứng với tập quán kinh doanh và quy trình nghiệp vụ của từng ngành.

RCS: hệ thống điều khiển chỉ huy đội robot

RCS (Robot Control System) là hệ thống điều khiển đảm nhiệm việc phân bổ tác vụ, lập lịch và vận hành – bảo trì cho toàn bộ robot. Hệ thống sử dụng nhiều thuật toán lập lịch để phân bổ tác vụ tối ưu, đồng thời thông qua lập kế hoạch lộ trình cho nhiều robot và quản lý giao thông (traffic control), điều phối để các robot phối hợp hiệu quả mà không cản trở lẫn nhau. RCS cũng đáp ứng việc vận chuyển giữa các khu vực khác nhau như kho và dây chuyền sản xuất, đồng thời sở hữu năng lực lập lịch quy mô lớn có thể mở rộng đến hàng nghìn AMR và hiện trường rộng hàng triệu mét vuông. Trong một dự án đơn lẻ, hệ thống có thể điều khiển tối đa 1.100 AMR, và khi nhóm nhiều RCS lại với nhau thì còn đáp ứng được cả những hoạt động vận hành quy mô lớn hơn nữa. RCS gồm các mô-đun như phân bổ tác vụ (TAS), điều khiển robot (RCS), quản lý cảnh báo (AMS), quản lý tập trung (CMS) và quản lý thiết bị (WCS), hiện thực hóa việc điều khiển phân tầng và có độ bền vững cao.

Tích hợp WCS với WMS/ERP cấp trên

WCS (Warehouse Control System) đảm nhiệm việc truyền thông và điều khiển với các thiết bị ngoại vi như băng tải, thang nâng, cửa tự động và Flash Station, làm trung gian kết nối giữa robot và thiết bị cố định. Các phần mềm này kết nối với các hệ thống cấp trên hiện có của quý khách hàng – tức WMS (quản lý kho), ERP (quản trị nguồn lực doanh nghiệp), MES (điều hành sản xuất), OMS (quản lý đơn hàng) – thông qua các giao diện tiêu chuẩn. Từ hệ thống cấp trên, các thông tin nghiệp vụ như đơn mua hàng, lệnh sản xuất, chỉ thị nhập/xuất kho và đơn bán hàng sẽ được truyền xuống; hệ thống CTU thực hiện việc vận chuyển vật lý theo đó và phản hồi kết quả lên cấp trên theo thời gian thực. Đã có nhiều trường hợp RCS-2000 được kết nối liền mạch với WMS của khách hàng, hiện thực hóa việc quản lý số hóa thông tin lưu trữ; thế mạnh lớn là có thể tiến hành tự động hóa kho theo từng giai đoạn trong khi vẫn tận dụng hệ thống hiện có. Ngoài ra, hệ thống còn cho phép nắm bắt và phân tích tình trạng vận hành của hiện trường theo thời gian thực nhờ trực quan hóa trong không gian ảo bằng bản sao số (Robo Mirror) và bảng điều khiển trực quan hóa quy trình.

Các ngành ứng dụng và kịch bản triển khai

Nhờ tính linh hoạt và throughput cao, CTU đang được ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau. Ở đây, chúng tôi giới thiệu các ngành ứng dụng tiêu biểu cùng những kịch bản cụ thể. Việc tham khảo các ví dụ gần với loại hình kinh doanh của mình sẽ giúp quý vị hình dung cụ thể hơn về việc triển khai.

Thương mại điện tử và bán lẻ

Thương mại điện tử và bán lẻ là một trong những lĩnh vực mà CTU phát huy sức mạnh rõ rệt nhất. Tại ngành này, nơi phát sinh số lượng lớn đơn hàng đa chủng loại – lượng nhỏ và biến động xuất hàng rất mạnh, sự kém hiệu quả của việc lấy hàng thủ công đặc biệt lộ rõ. Phương thức lấy hàng Tote to Person bằng CTU loại bỏ việc đi bộ của nhân viên để nâng cao throughput, đồng thời đáp ứng linh hoạt sự tăng vọt khối lượng hàng trong mùa cao điểm. Tại các kho cao tầng của thương mại điện tử xuyên biên giới, việc lưu trữ mật độ cao bằng loại khung ống lồng giúp nén đáng kể chi phí lưu trữ. iWMS-Logistics, cung cấp giải pháp kho hàng xuyên suốt từ nhập kho đến xuất kho cho các lĩnh vực thương mại điện tử, bán lẻ, siêu thị, may mặc và dược phẩm, chính là nền tảng hỗ trợ các hiện trường này.

3C (máy tính, viễn thông, điện gia dụng)

Ngành 3C (máy tính, điện thoại thông minh, bán dẫn, tấm nền, điện gia dụng, điện tử tiêu dùng) là lĩnh vực có chủng loại vật tư cực kỳ đa dạng, đòi hỏi độ sạch và sự tinh tế trong khâu xử lý. CTU đáp ứng đa dạng nhu cầu của ngành 3C, từ loại đơn thùng phù hợp cho việc cấp vật tư vào dây chuyền SMT cho đến loại đa thùng xử lý số lượng SKU lớn. Flash Station đã đạt chứng nhận SEMI – vốn là yêu cầu bắt buộc trong ngành bán dẫn – nên có thể yên tâm triển khai tại hiện trường sản xuất bán dẫn và tấm nền. iWMS-3C được tối ưu hóa cho ngành 3C sẽ quản lý tích hợp hoạt động logistics nội bộ của các lĩnh vực như máy tính, điện thoại thông minh, bán dẫn và điện gia dụng.

Dược phẩm và may mặc

Ngành dược phẩm đòi hỏi khả năng truy xuất nguồn gốc chính xác và quản lý tồn kho nghiêm ngặt. Nhờ sự phối hợp giữa CTU và iWMS, hồ sơ nhập/xuất kho được số hóa, đáp ứng những yêu cầu đặc thù của ngành dược như quản lý lô, quản lý hạn sử dụng và FIFO (nhập trước – xuất trước). Trong ngành may mặc, số SKU tăng bùng nổ do các biến thể về kích cỡ và màu sắc, nhưng khả năng lưu trữ mật độ cao và lấy hàng tốc độ cao của CTU đáp ứng chính xác bài toán đa chủng loại – lượng nhỏ này. Với ngành may mặc vốn có biến động nhu cầu lớn theo mùa, việc bảo đảm khả năng mở rộng trong mùa cao điểm cũng là một lợi thế lớn.

Cấp hàng cho dây chuyền và logistics nội bộ nhà máy trong ngành sản xuất

Trong ngành sản xuất, việc cấp vật tư từ kho đến dây chuyền sản xuất – hay còn gọi là cấp hàng cho dây chuyền – là một ứng dụng quan trọng của CTU. CTU loại đơn thùng có thể len vào cả những không gian hẹp như dây chuyền SMT, cung cấp đúng vật tư cần thiết vào đúng thời điểm cần thiết. Bằng cách bao phủ toàn bộ các công đoạn logistics nội bộ nhà máy – từ lưu trữ nguyên vật liệu trong kho, kiểm tra chất lượng, đóng gói, phân loại, giao hàng cho đến lưu trữ thành phẩm – bằng CTU và các AMR liên quan, doanh nghiệp có thể tự động hóa và nâng cao hiệu quả logistics của toàn nhà máy. Cũng đã có báo cáo về trường hợp kết nối RCS-2000 với WMS của khách hàng để hiện thực hóa việc chuyển đổi liền mạch trên toàn dây chuyền sản xuất và quản lý số hóa thông tin lưu trữ.

So sánh với các phương thức khác

Trong lĩnh vực tự động hóa kho, ngoài CTU còn tồn tại nhiều phương thức khác. Mỗi phương thức đều có sở trường và sở đoản riêng, và lựa chọn tối ưu sẽ khác nhau tùy theo yêu cầu của hiện trường. Ở đây, chúng tôi so sánh CTU với kho tự động dạng lưới (phương pháp kiểu AutoStore), kho tự động dạng shuttle và phương thức lấy hàng thủ công trên kệ truyền thống, để làm rõ CTU phù hợp với những hiện trường như thế nào.

So sánh với kho tự động dạng lưới (phương pháp kiểu AutoStore)

Kho tự động dạng lưới là phương thức trong đó robot chạy trên bề mặt các thùng (bin) xếp chồng theo dạng lưới và lấy thùng lên từ phía trên như đào bới. Phương thức này đạt được mật độ lưu trữ cực kỳ cao, nhưng lại đòi hỏi kết cấu lưới chuyên dụng, vốn đầu tư ban đầu lớn và thiếu linh hoạt về bố trí mặt bằng. Ngoài ra, do là phương thức đào bới, khi cần truy cập thùng ở lớp dưới sẽ phát sinh thao tác “đào bới” để tạm thời dời các thùng ở lớp trên, nên hiệu suất sẽ dao động khi hàng có tần suất truy cập cao và thấp nằm lẫn với nhau. Ngược lại, CTU có thể tận dụng nguyên trạng kệ rack thông thường, có mức tự do cao về bố trí mặt bằng, và dễ dàng triển khai hoặc mở rộng theo từng giai đoạn. Việc lưu trữ theo chiều cao cũng có thể thiết kế linh hoạt trong phạm vi của rack, và phương thức này cũng phù hợp để lắp đặt bổ sung vào kho hiện có.

So sánh với kho tự động dạng shuttle

Kho tự động dạng shuttle là phương thức trong đó xe shuttle chạy trên ray được lắp đặt tại từng tầng của rack để đưa tote ra vào. Phương thức này đạt được khả năng lưu trữ tốc độ cao và mật độ cao, nhưng đòi hỏi đầu tư lớn vào thiết bị cố định như ray và thang nâng, và một khi đã xây dựng thì rất khó thay đổi bố trí mặt bằng. Vì shuttle về cơ bản chỉ có thể di chuyển trong tầng và hàng đã định, tính linh hoạt của hệ thống bị ràng buộc bởi kết cấu. Trong khi đó, CTU là robot tự hành nên không cần ray cố định, chỉ cần có mặt sàn là có thể di chuyển tự do, và trong mùa cao điểm có thể bổ sung robot để tăng cường năng lực xử lý một cách linh hoạt. CTU phù hợp với những hiện trường muốn hạn chế gánh nặng đầu tư thiết bị ban đầu, đồng thời mở rộng hệ thống theo từng giai đoạn cùng với đà tăng trưởng của doanh nghiệp.

So sánh với phương thức lấy hàng thủ công trên kệ truyền thống

Phương thức lấy hàng thủ công trên kệ truyền thống có ưu điểm là vốn đầu tư ban đầu nhỏ nhất và mức tự do cao trong việc thay đổi bố trí mặt bằng. Tại những hiện trường có khối lượng nhỏ, tần suất thấp, hoặc xử lý các mặt hàng có hình dạng cực kỳ bất định, phương thức thủ công đôi khi vẫn là lựa chọn hợp lý. Tuy nhiên, khi khối lượng hàng tăng lên, số SKU phình to và việc tuyển dụng nhân lực trở nên khó khăn, thì sự kém hiệu quả và giới hạn về khả năng mở rộng của phương thức thủ công sẽ bộc lộ rõ. Dù vốn đầu tư ban đầu lớn hơn phương thức thủ công, CTU vượt trội hơn hẳn ở cả throughput, mật độ lưu trữ, mức giảm nhân lực lẫn độ chính xác, và về trung – dài hạn sẽ thu hồi vốn đầu tư nhờ cắt giảm chi phí nhân công và nâng cao năng suất. Hiện trường càng được dự báo tăng trưởng về khối lượng hàng và càng coi thiếu hụt nhân lực là vấn đề quản trị, thì lợi ích của việc chuyển sang CTU càng lớn.

Quy trình và thời gian triển khai

Việc triển khai CTU được tiến hành theo từng giai đoạn, dựa trên kế hoạch tỉ mỉ. Ở đây, chúng tôi giới thiệu quy trình triển khai tiêu chuẩn cùng mức thời gian tham khảo cho từng giai đoạn. Thời gian thực tế sẽ thay đổi tùy theo quy mô dự án và mức độ tùy biến, nhưng khi nắm được bức tranh tổng thể, quý vị có thể lập kế hoạch triển khai một cách thực tế.

Từ ký hợp đồng đến thiết kế chi tiết

Dự án bắt đầu từ việc ký kết hợp đồng – đơn đặt hàng (PO). Sau đó, khoảng 1 tháng được dành cho công tác kỹ thuật chi tiết. Trong giai đoạn này, các công việc được thực hiện gồm chốt bố trí mặt bằng và thiết kế, khởi động dự án (kick-off) và lập bản thiết kế tổng thể (blueprint). Dựa trên dữ liệu khối lượng hàng hóa của khách hàng, quy cách tote sử dụng và các ràng buộc của kho hiện có, chúng tôi thiết kế số lượng robot, bố trí mặt bằng, vị trí trạm và cấu hình phần mềm tối ưu. Độ chính xác của công đoạn thượng nguồn này là bước quan trọng nhất, quyết định thành bại của toàn dự án. TOMAS TECH, với tư cách là nhà tích hợp am hiểu sâu sắc tình hình hiện trường tại Thái Lan, sẽ hỗ trợ chu đáo cho giai đoạn thiết kế này.

Sản xuất, vận chuyển và lắp đặt tại hiện trường

Khi thiết kế chi tiết đã được chốt, robot và các thiết bị ngoại vi sẽ được sản xuất trong khoảng 2 tháng theo thời gian sản xuất tiêu chuẩn. Trường hợp cần tùy biến, sẽ mất thêm khoảng 2 – 4 tuần. Thiết bị sau khi sản xuất sẽ được vận chuyển đường biển từ nhà máy tại Trung Quốc qua cảng, làm thủ tục thông quan rồi đưa đến hiện trường của khách hàng. Thời gian vận chuyển dự kiến khoảng 2 tháng. Khi thiết bị đến nơi, khoảng 1,5 – 2 tháng sẽ được dành cho công tác lắp đặt tại hiện trường, tức lắp đặt phần cứng, chạy thử robot (commissioning) và hiệu chỉnh hệ thống. Ở giai đoạn này, việc tinh chỉnh chi tiết và kiểm chứng được lặp đi lặp lại để bảo đảm robot vận hành chính xác trong môi trường hiện trường thực tế.

Vận hành chính thức và giai đoạn tăng tốc

Khi việc lắp đặt và kiểm chứng hoàn tất, dự án chuyển sang giai đoạn vận hành chính thức (Go-live). Sau khi vận hành chính thức, khoảng 1 tháng được dành làm giai đoạn khởi động và tăng tốc (ramp-up), trong đó hệ thống được đưa vào trạng thái vận hành ổn định thông qua hoạt động thực tế và năng lực xử lý được nâng dần lên đến giá trị kế hoạch. Xét tổng thể, từ khi ký hợp đồng đến khi vận hành chính thức, mức tham khảo với cấu hình tiêu chuẩn là khoảng 7 – 8 tháng. Tùy theo quy mô dự án và mức độ tùy biến, thời gian này có thể dài hơn hoặc ngắn hơn, do đó TOMAS TECH sẽ xây dựng kế hoạch triển khai với các mốc quan trọng rõ ràng cho từng giai đoạn và phối hợp chặt chẽ với khách hàng để thúc đẩy dự án.

Danh mục kiểm tra trước khi triển khai

Để triển khai CTU suôn sẻ và vận hành ổn định, có một số điểm quan trọng cần kiểm tra trước về môi trường hiện trường. Ở đây, chúng tôi hệ thống lại các hạng mục cần kiểm tra trước khi triển khai, xét trên các khía cạnh: quy cách kệ và tote, mặt sàn, truyền thông, sạc điện và an toàn. Việc nắm rõ những điểm này từ trước sẽ giúp phòng ngừa sự cố sau khi triển khai và bảo đảm quá trình khởi động diễn ra thuận lợi.

Kệ và quy cách tote

Điều đầu tiên cần kiểm tra là quy cách của kệ (rack) và tote. Cần xác nhận kích thước tote sử dụng có nằm trong phạm vi đáp ứng của mẫu máy hay không, và quy cách tote đã được chuẩn hóa hay chưa. Như đã đề cập, quy cách tote càng nhiều biến thể thì càng cần tùy biến, làm tăng độ phức tạp và chi phí của hệ thống, do đó nên thống nhất quy cách ở mức tối đa có thể. Về kệ, cần kiểm chứng xem đã bảo đảm khoảng hở (khoảng cách giữa các tầng kệ) cần thiết để robot đưa tote ra vào hay chưa, và kết cấu kệ có phù hợp với thao tác chuyển tải của robot hay không. Trong trường hợp sử dụng tote lẫn lộn nhiều kích thước, đặc biệt là vật liệu có chênh lệch kích thước lớn, cần đánh giá trước mức độ phù hợp của cơ cấu giao nhận tự động.

Độ phẳng của mặt sàn

Để robot tự hành vận hành ổn định, tình trạng mặt sàn là yếu tố cực kỳ quan trọng. Độ gồ ghề của mặt sàn (chênh lệch giữa điểm cao nhất và thấp nhất trong 1 mét vuông) phải nằm trong giới hạn cho phép, thông thường mức tham chiếu là 2mm trở xuống. Các điều kiện mặt sàn như độ dốc của đường di chuyển, bậc chênh (thông thường 5mm trở xuống, không được có bậc chênh tại vị trí đỗ), chiều rộng khe rãnh (thông thường 8mm trở xuống, không được có rãnh tại vị trí đỗ) đều ảnh hưởng đến việc robot di chuyển ở tốc độ định mức và định vị chính xác. Mặt sàn cần sạch sẽ, không có hạt bụi hay vết bẩn và không trơn trượt. Khi triển khai vào kho hiện có, việc đo đạc tình trạng mặt sàn từ trước và tiến hành sửa chữa, chỉnh trang khi cần thiết là tiền đề cho vận hành ổn định.

Môi trường truyền thông (mạng không dây)

Vì robot luôn truyền thông với hệ thống điều khiển thông qua mạng không dây, việc xây dựng môi trường không dây ổn định là điều không thể thiếu. Trong khu vực robot hoạt động, cường độ tín hiệu nên đạt từ -65dBm trở lên; các điểm truy cập không dây (AP) cần được bố trí ở độ cao và góc phù hợp, theo thiết kế kênh tránh nhiễu lẫn nhau. Cũng cần tính đến sự suy hao tín hiệu do vật cản vật lý như tường, và phải phủ sóng đồng đều toàn bộ khu vực hoạt động. Việc dự phòng mạng (cấu hình AC kép) và trang bị UPS (bộ lưu điện) phòng khi mất điện cũng được khuyến nghị nhằm ngăn ngừa việc dừng hoạt động do gián đoạn truyền thông. TOMAS TECH hỗ trợ thiết kế và xây dựng môi trường không dây, bao gồm cả khảo sát sóng tại hiện trường.

Sạc điện và nguồn điện

Vì CTU tự động sạc tại trạm sạc, cần bảo đảm vị trí lắp đặt trạm sạc và nguồn điện. Mạch nguồn của trạm sạc đòi hỏi công suất từ một mức nhất định trở lên, với tiền đề là nguồn cấp 220V AC ổn định. Robot vận hành theo cơ chế quản lý ngưỡng: khi dung lượng pin xuống dưới giá trị giới hạn dưới thì tự động đi sạc, và khi hồi phục đến giá trị giới hạn trên thì kết thúc sạc. Bằng cách thiết kế hợp lý số lượng trạm sạc cần thiết theo số xe vận hành và thời gian vận hành, hệ thống ngăn ngừa việc giảm tỷ lệ vận hành do phải chờ sạc. Pin sử dụng là pin lithium, và tính an toàn được bảo đảm bởi hệ thống quản lý pin (BMS) với nhiều lớp chức năng bảo vệ.

Biện pháp an toàn

Trong môi trường mà con người và robot làm việc trong cùng một không gian, biện pháp an toàn được ưu tiên hàng đầu. CTU được trang bị tiêu chuẩn nhiều lớp cơ chế an toàn như nút dừng khẩn cấp ở phía trước, sau, trái, phải; thanh chống va chạm bảo vệ an toàn phía trước và sau (cản phát hiện va chạm); phát hiện vật cản bằng laser phía trước và sau; phát hiện tote nhô ra. Tại những khu vực có yêu cầu an toàn cao đối với con người và máy móc, có thể bổ sung tùy chọn lưới an toàn (rào sáng an toàn) cho Flash Station. Về môi trường sử dụng, hệ thống yêu cầu các điều kiện như: mặt sàn phẳng trong nhà, nhiệt độ môi trường 0 – 45℃, độ ẩm 15 – 95% (không ngưng tụ), không khí sạch không có bụi, khí dễ cháy, dễ nổ hoặc ăn mòn. Việc kiểm tra các yêu cầu an toàn và điều kiện môi trường này trước khi triển khai và áp dụng các biện pháp cần thiết chính là nền tảng cho vận hành an toàn và ổn định.

Bảo trì và hỗ trợ

Hệ thống CTU không phải cứ triển khai xong là kết thúc, mà cần được bảo trì và hỗ trợ liên tục trong suốt quá trình vận hành. Bằng cách bảo dưỡng có kế hoạch đối với từng thành phần – phần cứng robot, pin, trạm sạc và phần mềm điều khiển – hệ thống có thể vận hành ổn định trong thời gian dài. Các mẫu máy thế hệ mới nhất đã cải thiện khả năng bảo trì nhờ đơn giản hóa kết cấu bằng công nghệ đúc khuôn và dùng chung linh kiện (tỷ lệ tương thích phụ tùng cao), qua đó giảm bớt gánh nặng bảo trì.

Về mặt phần mềm, bảng điều khiển trực quan hóa dữ liệu vận hành cho phép nắm bắt theo thời gian thực tình trạng vận hành của hệ thống, tỷ lệ thực thi tác vụ và xu hướng phát sinh bất thường. Toàn bộ quy trình được ghi lại bằng thiết bị ghi hành trình (traffic recorder), và các bất thường ở trên cao có thể được kiểm tra, xử lý từ thiết bị di động của người phụ trách – những cơ chế hỗ trợ bảo trì vận hành từ xa như vậy đều đã được chuẩn bị đầy đủ. Máy chủ có thể được cấu hình dự phòng chính – phụ, sử dụng phần mềm hot standby và sao lưu nguồn điện bằng UPS để sẵn sàng ứng phó với sự cố bất ngờ hoặc mất điện. TOMAS TECH, với tư cách là nhà tích hợp đặt trụ sở tại Thái Lan, hỗ trợ trọn gói từ bảo trì tại chỗ, cung ứng phụ tùng, cập nhật phần mềm cho đến đề xuất cải tiến vận hành, đồng hành cùng quý khách hàng để hệ thống tiếp tục phát huy giá trị tương xứng với khoản đầu tư trong dài hạn.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Q1. Có thể triển khai bổ sung CTU vào kho hiện có không

Có, hoàn toàn được. CTU là robot tự hành, không cần kết cấu lưới chuyên dụng hay ray cố định, và có thể tận dụng nguyên trạng kệ rack thông thường. Vì vậy, nó phù hợp cho việc triển khai bổ sung vào kho hiện có hoặc triển khai theo từng giai đoạn. Tuy nhiên, cần kiểm tra trước xem các điều kiện như độ phẳng mặt sàn, chiều rộng lối đi, quy cách tote và môi trường không dây có đáp ứng yêu cầu của mẫu máy hay không. TOMAS TECH sẽ tiến hành khảo sát hiện trường và đề xuất phương án triển khai tối ưu dựa trên các ràng buộc của kho hiện có.

Q2. Có thể lấy hàng đến độ cao bao nhiêu

Điều này khác nhau tùy mẫu máy. Loại khung đơn tiêu chuẩn đáp ứng tối đa khoảng 6m, còn F0-50DCH(T) thuộc loại khung ống lồng đáp ứng tối đa 10m. Với kho có trần cao, việc chọn mẫu máy cao tầng giúp nâng cao đáng kể mật độ lưu trữ; nhưng nếu chiều cao cần thiết ở mức trung bình, việc kết hợp mẫu cao và mẫu thấp đôi khi giúp tối ưu chi phí và thời gian giao hàng. Khi lựa chọn trên thực tế, cần đánh giá tổng hợp chiều cao trần của kho, trọng lượng tote cần xử lý và dung lượng lưu trữ yêu cầu.

Q3. Năng lực xử lý mỗi giờ là bao nhiêu

Hiệu suất nhập/xuất kho của CTU đạt tối đa 500 tote/giờ, và với cấu hình sử dụng Flash Station chuyên dụng thì đạt 500 – 800 tote/giờ. Tuy nhiên, throughput thực tế phụ thuộc vào thiết kế của toàn hệ thống, bao gồm số lượng robot, tuyến di chuyển, cách gom nhóm đơn hàng, số lượng trạm và mức tối ưu của phần mềm. TOMAS TECH sẽ tiến hành mô phỏng dựa trên dữ liệu khối lượng hàng hóa thực tế của quý khách hàng, và thiết kế số lượng xe cùng bố trí mặt bằng đáp ứng năng lực xử lý cần thiết.

Q4. Có thể tích hợp với WMS hoặc ERP hiện có không

Có, hoàn toàn được. RCS và iWMS điều khiển CTU có thể kết nối với các hệ thống cấp trên hiện có của quý khách hàng như WMS, ERP, MES, OMS thông qua các giao diện tiêu chuẩn. Hệ thống nhận thông tin nghiệp vụ về mua hàng, sản xuất, nhập/xuất kho và bán hàng từ hệ thống cấp trên, thực hiện việc vận chuyển vật lý và phản hồi kết quả theo thời gian thực. Thế mạnh lớn là có thể tiến hành tự động hóa kho theo từng giai đoạn trong khi vẫn tận dụng hệ thống hiện có.

Q5. Việc triển khai mất bao lâu

Với cấu hình tiêu chuẩn, mức tham khảo từ khi ký hợp đồng đến khi vận hành chính thức là khoảng 7 – 8 tháng. Chi tiết gồm: kỹ thuật chi tiết khoảng 1 tháng, sản xuất khoảng 2 tháng, vận chuyển khoảng 2 tháng, lắp đặt tại hiện trường khoảng 1,5 – 2 tháng, khởi động khoảng 1 tháng. Trường hợp cần tùy biến sẽ mất thêm khoảng 2 – 4 tuần. Vì thời gian thay đổi tùy theo quy mô dự án và mức độ tùy biến, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi để biết chi tiết.

Q6. Có thể sử dụng khi tote có nhiều kích thước lẫn lộn không

Trong phương thức kẹp có những mẫu máy hỗ trợ chiều rộng điều chỉnh được, nên có thể đáp ứng chênh lệch kích thước ở mức độ nhất định. Ngoài ra, với các đối tượng không phù hợp cho thao tác đẩy – kéo hoặc khi có quá nhiều loại quy cách tote, phương thức nĩa ống lồng sẽ thích hợp hơn. Tuy nhiên, khi các tote có chênh lệch kích thước lớn nằm lẫn với nhau, cơ cấu giao nhận tự động như Flash Station có thể không phù hợp, nên cần đánh giá thận trọng từ trước. Việc chuẩn hóa quy cách tote trong phạm vi có thể được khuyến nghị xét trên góc độ ổn định của hệ thống và hiệu quả chi phí.

Q7. Vấn đề an toàn có bảo đảm không

CTU được trang bị tiêu chuẩn nhiều lớp cơ chế an toàn như nút dừng khẩn cấp ở phía trước, sau, trái, phải; cản phát hiện va chạm; phát hiện vật cản bằng laser; phát hiện tote nhô ra. Tại những khu vực có yêu cầu an toàn cao đối với con người và máy móc, có thể bổ sung tùy chọn rào sáng an toàn. Ngoài ra, một số mẫu máy đã đạt chứng nhận CE và chứng nhận SEMI, phù hợp với các tiêu chuẩn an toàn quốc tế. Hệ thống được thiết kế để có thể vận hành an toàn ngay cả trong môi trường con người và robot phối hợp làm việc.

Q8. Lợi ích khi hợp tác với TOMAS TECH là gì

TOMAS TECH, với tư cách là nhà tích hợp CNTT đặt trụ sở tại Thái Lan phục vụ ngành sản xuất và logistics, không chỉ cung cấp CTU của Hikrobot mà còn hỗ trợ trọn gói từ tích hợp với phần mềm cấp trên, tích hợp với hệ thống hiện có, cho đến triển khai và bảo trì tại chỗ. Chúng tôi am hiểu sâu sắc tình hình hiện trường và tập quán kinh doanh tại Thái Lan, có thể hỗ trợ bằng tiếng Nhật, tiếng Thái và tiếng Anh, nên các khách hàng là doanh nghiệp Nhật Bản hoàn toàn có thể yên tâm giao phó. Giá trị chúng tôi mang lại không dừng ở việc bán thiết bị, mà là thiết kế giải pháp tối ưu sát với bài toán nghiệp vụ của khách hàng và đồng hành lâu dài cùng quý vị.

Kết luận: tự động hóa kho thế hệ mới cùng CTU

Trước những vấn đề mang tính cấu trúc mà các hiện trường logistics hiện đại đang đối mặt – đa chủng loại và bùng nổ số SKU, thiếu hụt nhân lực, giới hạn về mật độ lưu trữ – robot lấy thùng CTU đưa ra giải pháp căn bản thông qua sự chuyển đổi tư duy mang tên “Tote to Person”. Loại bỏ việc đi bộ của nhân viên để nâng throughput lên vượt bậc, tận dụng chiều cao để tối đa hóa mật độ lưu trữ, đồng thời hiện thực hóa cả việc giảm nhân lực lẫn nâng cao độ chính xác. Nhờ kết hợp các loại sản phẩm đa dạng – khung ống lồng, khung đơn và đơn thùng – với bộ phần mềm mạnh mẽ gồm iWMS, RCS và WCS, CTU thích ứng với nhiều hiện trường khác nhau, từ thương mại điện tử, bán lẻ, 3C, dược phẩm, may mặc cho đến việc cấp hàng cho dây chuyền trong ngành sản xuất.

So với kho tự động dạng lưới hay kho tự động dạng shuttle, CTU không đòi hỏi khoản đầu tư ban đầu lớn vào thiết bị cố định, và sở hữu tính linh hoạt cho phép triển khai cũng như mở rộng theo từng giai đoạn trên nền kệ rack sẵn có. Hiện trường càng được dự báo tăng trưởng về khối lượng hàng và càng coi thiếu hụt nhân lực là vấn đề quản trị, thì lợi ích của việc chuyển sang CTU càng lớn. Và để công nghệ tiên tiến này chắc chắn tạo ra kết quả tại hiện trường ở Thái Lan, không thể thiếu một đối tác có khả năng đảm nhiệm trọn gói cả phần cứng, phần mềm, tích hợp hệ thống hiện có và bảo trì tại chỗ.

TOMAS TECH, với tư cách là nhà tích hợp CNTT đồng hành cùng các khách hàng thuộc ngành sản xuất và logistics tại Thái Lan, cung cấp trọn gói giải pháp tự động hóa kho lấy robot lấy thùng CTU làm hạt nhân, từ khâu hoạch định, thiết kế cho đến triển khai và bảo trì. Từ những thắc mắc như “CTU có phù hợp với kho của công ty chúng tôi không”, “có thể kỳ vọng hiệu quả đến mức nào”, “có tích hợp được với hệ thống hiện có không”, cho đến việc mô phỏng triển khai cụ thể, đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẽ giải đáp tận tình. Nếu quý vị quan tâm đến việc nâng cao năng suất và giảm nhân lực cho kho hàng, nhà máy, xin đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi.

Mọi thắc mắc xin gửi qua biểu mẫu liên hệ tại đây. Chúng tôi sẽ đưa ra đề xuất phù hợp nhất với hiện trường của quý công ty về CTU cũng như các giải pháp tự động hóa kho khác.