KHO NGUYÊN VẬT LIỆU TỰ ĐỘNG

2.1 Cấu trúc hệ thống

Hệ thống kho nguyên vật liệu tự động bao gồm 6 nhóm thành phần chính:

Kệ lưu trữ đa tầng AS/RS (Automated Storage and Retrieval System)
Thiết kế theo dạng cao tầng từ 8 đến 35 mét, khả năng lưu trữ từ 2.000 đến hơn 20.000 pallet hoặc khay. Kệ sử dụng kết cấu thép hàn hoặc lắp ghép tiêu chuẩn FEM 10.2.02/EN 15620.

Xe con shuttle hoặc robot stacker crane
Chuyên dụng để thực hiện chức năng lưu trữ đầu vào và cấp phát nguyên liệu tự động theo chỉ lệnh từ WMS. Tốc độ di chuyển đạt tới 240 m/phút, độ chính xác ±3 mm, phù hợp với nhịp sản xuất nhanh.

Thang nâng đa tầng tốc độ cao
Đảm nhận việc chuyển tải nguyên liệu từ sàn lên các tầng kệ. Loại thang servo điều khiển tuyến tính có thể đạt tốc độ nâng 60–120 m/phút, tải trọng tối đa 2.000 kg.

Băng tải tiếp nhận – phân phối – buffer
Dẫn nguyên liệu vào kho theo lô từ khu vực kiểm tra, đóng gói hoặc nhập khẩu. Thiết kế dạng băng tải con lăn, belt hoặc chuỗi xích (chain conveyor), có thể tích hợp cân điện tử và barcode scanner.

Trạm nhập/xuất thông minh (I/O Station)
Nơi giao nhận giữa kho và sản xuất. Được gắn cảm biến nhận diện khay, RFID, màn hình HMI, barcode reader và cơ chế khóa an toàn PLC theo tiêu chuẩn EN ISO 13849.

Phần mềm điều hành (WMS/MES)
Là trung tâm điều phối mọi tác vụ: từ kiểm soát tồn kho, truy xuất lô hàng, điều phối cấp phát nguyên liệu, đến kết nối ERP và máy chủ dữ liệu công ty.

2.2 Nguyên lý hoạt động

Toàn bộ quy trình được vận hành theo chu trình khép kín như sau:

Hệ thống nhận lệnh nhập/xuất từ MES hoặc ERP, phân tích vị trí lưu trữ còn trống, loại nguyên vật liệu, tính chất bảo quản. WMS sẽ lập kế hoạch lưu trữ đầu vào theo lô, theo FIFO/FEFO hoặc theo nhóm chức năng.

Tại khu vực nhập, nguyên vật liệu được xác định bằng RFID hoặc mã vạch, cân kiểm tra và đưa vào băng tải. Robot thang nâng sẽ nhận hàng, di chuyển lên tầng quy định và robot shuttle đẩy vào đúng vị trí.

Khi dây chuyền sản xuất gửi lệnh cấp phát nguyên liệu, hệ thống tự động xác định lô phù hợp nhất và kích hoạt quy trình lấy hàng. Quá trình này mất từ 30–90 giây/lệnh, tùy cấu trúc kho và loại robot.

Thông tin tồn kho luôn được cập nhật theo thời gian thực, với độ chính xác đạt >99.95%, hạn chế thất thoát, nhầm lẫn hoặc chậm trễ trong sản xuất.

3.1 Thông số kỹ thuật phổ biến

3.2 Tiêu chuẩn áp dụng

Toàn bộ hệ thống kho nguyên vật liệu tự động được thiết kế và thi công theo các tiêu chuẩn quốc tế:

IEC 61439-1/2: Quy chuẩn tủ điện điều khiển công nghiệp

ISO 12100: Đánh giá rủi ro và an toàn máy công nghiệp

FEM 9.831: Tính toán tải trọng và sức bền kết cấu kệ AS/RS

ISO 14738: Thiết kế giao diện người – máy trong hệ thống tự động

CE – Châu Âu: Chứng nhận thiết bị đạt tiêu chuẩn an toàn vận hành

UL508A – Hoa Kỳ: Chứng chỉ cho bảng điều khiển điều khiển công nghiệp

ISO/IEC 27001: Bảo mật dữ liệu trong hệ thống kết nối ERP/MES

4.1 Lợi ích vận hành và quản trị doanh nghiệp

Việc triển khai kho nguyên vật liệu tự động mang lại nhiều lợi thế toàn diện cho hoạt động nhà máy:

Tăng năng suất tiếp nhận và cấp phát nguyên liệu 30–50%
Với thời gian xử lý 1–2 phút/lệnh, hệ thống giúp đồng bộ nhịp sản xuất, tránh thiếu nguyên liệu, ngắt quãng dây chuyền. Tốc độ lưu trữ đầu vào cao gấp 3–4 lần so với thủ công.

Cắt giảm chi phí nhân sự từ 40–60%
Thay vì cần 10–15 công nhân quản kho mỗi ca, hệ thống chỉ cần 2–3 người vận hành phần mềm và xử lý bất thường. Điều này giảm đáng kể chi phí nhân công và rủi ro an toàn lao động.

Tối ưu hóa diện tích sử dụng 25–40%
Thiết kế kệ cao tầng và cơ cấu lưu trữ dày đặc cho phép giảm diện tích sàn nhưng vẫn tăng sức chứa. Điều này đặc biệt phù hợp với nhà máy có diện tích giới hạn nhưng yêu cầu kiểm soát tồn kho lớn.

Giảm thất thoát và sai sót kho nhờ dữ liệu số hóa
Mỗi kiện hàng đều được định danh bằng RFID và mã vạch, truy xuất chính xác theo ngày giờ, nhân viên, máy nhập – giảm sai sót dưới 0.05% và hỗ trợ kiểm kê tự động.

Kết nối dữ liệu sản xuất theo thời gian thực
Hệ thống WMS kết nối song song với MES và ERP, hỗ trợ hoạch định nguyên vật liệu (MRP), kế hoạch sản xuất (APS), từ đó nâng cao năng lực tự động hóa sản xuất và giảm tồn kho chậm luân chuyển.

4.2 Ứng dụng thực tiễn trong các ngành sản xuất

Ngành điện tử – linh kiện, bảng mạch, vi xử lý
Kho nguyên vật liệu tự động lưu trữ hàng ngàn linh kiện IC, tụ điện, điện trở, mainboard với yêu cầu chống tĩnh điện (ESD), quản lý FIFO và cấp phát đúng vị trí line.

Ngành dược phẩm – nguyên liệu hoạt chất và bao bì
Với yêu cầu truy xuất lô, hạn dùng, nhiệt độ và thời gian bảo quản nghiêm ngặt, mô hình kiểm soát tồn kho tự động hóa giúp đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn GMP – EU.

Ngành cơ khí – kim loại tấm, phôi thép, linh kiện CNC
Thích hợp với các mặt hàng nặng, cồng kềnh, không thể xử lý bằng tay. Robot stacker crane và shuttle giúp cấp phát nguyên liệu trực tiếp cho máy gia công, cắt gọt, đột dập.

Ngành thực phẩm – kho nguyên liệu chế biến
Ứng dụng cho bột mì, đường, sữa, gia vị, phụ gia cần bảo quản mát hoặc chống ẩm. Hệ thống có thể tích hợp máy kiểm tra độ ẩm và cân điện tử trong quá trình nhập kho.

Ngành hóa chất – hóa phẩm dạng lỏng hoặc bao
Kho nguyên vật liệu tự động được thiết kế chịu ăn mòn, chống cháy nổ (ATEX), có thể lưu trữ hóa chất nhóm H226, H315 và giám sát bằng cảm biến nhiệt, khí, môi trường.

Với hơn 20 năm kinh nghiệm triển khai hệ thống tự động hóa sản xuất và logistics, ETEK là đối tác hàng đầu cung cấp trọn gói giải pháp kho nguyên vật liệu tự động tại Việt Nam và các khu vực nước ngoài.

5.1 Tư vấn thiết kế tối ưu – phù hợp từng ngành

ETEK cung cấp dịch vụ khảo sát chi tiết luồng vật tư, mật độ luân chuyển, đặc tính sản phẩm (ESD, nhiệt độ, trọng lượng) để thiết kế hệ thống phù hợp nhất. Hệ thống được mô phỏng 3D và mô hình hóa lưu lượng vận hành.

Mỗi dự án đều được thiết kế riêng theo logic kiểm soát tồn kho, cấu trúc WMS theo dạng Batch – Serial – Expiry để đáp ứng đầy đủ yêu cầu GMP, HACCP hoặc ISO 9001.

5.2 Tích hợp đa nền tảng – mở rộng dễ dàng

ETEK xây dựng phần mềm WMS tùy biến theo từng khách hàng và có khả năng kết nối với các hệ thống phổ biến như SAP, Oracle NetSuite, Odoo ERP, Siemens MES hoặc các phần mềm nội bộ.

Khách hàng có thể dễ dàng mở rộng thêm shuttle, nâng tầng, tăng lưu trữ mà không cần thay đổi nền móng. Đây là lợi thế cho doanh nghiệp có định hướng phát triển lâu dài.

5.3 Kinh nghiệm triển khai quốc tế – chất lượng toàn cầu

ETEK đã triển khai nhiều dự án kho nguyên vật liệu tự động tại Đông Nam Á, Trung Đông và châu Phi. Đội ngũ kỹ sư có chứng chỉ PMP, CE Marking, UL Panel Builder, có khả năng làm việc đa ngôn ngữ.

ETEK cung cấp đầy đủ tài liệu kỹ thuật song ngữ (Anh – Việt), video đào tạo từ xa, quy trình FAT/SAT theo chuẩn IEC và hỗ trợ lắp đặt tại chỗ hoặc từ xa thông qua IoT Gateway và VPN bảo mật.

5.4 Dịch vụ sau bán hàng 24/7 – giám sát thông minh

ETEK áp dụng mô hình giám sát đa lớp: tại chỗ – trung tâm điều hành – cloud. Hệ thống SCADA theo dõi toàn bộ trạng thái robot, thang, băng tải, cảm biến, cho phép phản ứng sự cố nhanh.

Cam kết phản hồi sự cố trong 6 giờ, khắc phục trong 24–72 giờ tùy mức độ. Hệ thống cảnh báo từ xa gửi email, SMS khi có lỗi dừng, lỗi cảm biến, lỗi bảo trì hoặc điện áp không ổn định.

5.5 Dự phòng linh kiện – bảo đảm hoạt động không gián đoạn

ETEK có trung tâm linh kiện dự phòng tại TP.HCM và Hà Nội với đầy đủ: cảm biến SICK, barcode reader Cognex, biến tần ABB, hộp điều khiển Siemens, module giao tiếp WAGO, motor SEW, encoder IFM.

Thời gian thay thế thiết bị nhanh từ 24 – 48 giờ, đảm bảo kho nguyên vật liệu tự động hoạt động liên tục, đặc biệt trong mùa cao điểm sản xuất hoặc các ngành có quy trình sản xuất 3 ca.

Thương hiệu cung cấp kho nguyên vật liệu tự động theo phân khúc

Việc lựa chọn nhà cung cấp hệ thống kho nguyên vật liệu tự động phù hợp đóng vai trò quyết định đến tuổi thọ, độ ổn định và khả năng mở rộng của dự án. Dưới đây là ba thương hiệu nổi bật trên thế giới, chia theo phân khúc cao cấp, trung cấp và phổ thông.

Phân khúc cao cấp – SSI SCHAEFER (Đức)

Giải pháp tiêu biểu: SSI Exyz Crane, Cuby Shuttle, WAMAS WMS
Ưu điểm kỹ thuật:

• Crane tốc độ 240 m/phút, độ chính xác ±1 mm, hỗ trợ vận hành liên tục 24/7
• Hệ thống shuttle Cuby cho pallet và khay, tải trọng 50 – 1200 kg
• Phần mềm WAMAS WMS kết nối trực tiếp SAP, Oracle, Microsoft Dynamics
• Tích hợp công nghệ AI hỗ trợ dự đoán kiểm soát tồn kho và tự động phân bổ kho
• Dự án triển khai: Siemens Malaysia, BMW Thailand, Novartis Indonesia

Phù hợp với: Doanh nghiệp sản xuất công nghệ cao, dược phẩm, thực phẩm quốc tế yêu cầu tốc độ cao, truy xuất nghiêm ngặt và tích hợp ERP toàn diện.

Phân khúc trung cấp – Daifuku (Nhật Bản)

Giải pháp nổi bật: Shuttle Rack M, Unit Load AS/RS, WES Daifuku
Ưu điểm kỹ thuật:

• Crane Unit Load cho pallet nặng tới 2000 kg, hoạt động trong môi trường lạnh –30°C
• Shuttle M tốc độ cao, phù hợp với tần suất nhập/xuất lớn
• Hệ thống phần mềm quản lý tích hợp với MES trong môi trường sản xuất Nhật hóa
• Có thể tích hợp robot AGV, băng tải thông minh và hệ thống phân loại hàng tự động

Phù hợp với: Nhà máy thực phẩm, hóa chất, linh kiện điện tử vừa và lớn tại châu Á, nơi yêu cầu hệ thống bền bỉ, dễ bảo trì và mở rộng linh hoạt.

Phân khúc phổ thông – HWArobotics (Singapore/Trung Quốc)

Giải pháp ứng dụng: Shuttle System SLS300, ASRS H300
Ưu điểm kỹ thuật:

• Shuttle 4 chiều tốc độ cao (vận chuyển ngang/dọc)
• Thiết kế mô-đun, dễ mở rộng mà không dừng hệ thống
• Hệ thống phần mềm HWA Cloud WMS vận hành đơn giản, chi phí hợp lý
• Phù hợp với kho nguyên liệu dệt may, phụ kiện, thực phẩm khô, nhựa, đóng gói

Phù hợp với: Doanh nghiệp vừa và nhỏ, startup sản xuất có ngân sách hạn chế, yêu cầu tối ưu lưu trữ đầu vào nhưng vẫn cần đảm bảo hiệu quả.

Bài viết liên quan:

Tư vấn các loại kho tự động khác

Thị trường quốc tế