Robot AMR khác gì với xe đẩy hàng truyền thống?

Xe đẩy hàng truyền thống cần người lao động trực tiếp đẩy, kéo, điều khiển hướng đi và xử lý các tình huống trên đường vận chuyển. Ngược lại, robot AMR sử dụng cảm biến, bản đồ số, phần mềm điều hướng và hệ thống quản lý nhiệm vụ để tự di chuyển giữa các vị trí đã xác định.

Vì vậy, AMR không đơn thuần là một chiếc xe đẩy được gắn động cơ. Đây là một hệ thống vận chuyển tự hành có khả năng nhận nhiệm vụ, lựa chọn đường đi, phát hiện chướng ngại vật, điều chỉnh hành trình và cung cấp dữ liệu vận hành. Xe đẩy hàng lại là công cụ cơ khí đơn giản, linh hoạt và có chi phí đầu tư ban đầu thấp nhưng phụ thuộc nhiều vào nhân lực.

Khác biệt cốt lõi giữa robot AMR và xe đẩy hàng

Sự khác biệt quan trọng nhất nằm ở mức độ tự động hóa.

Với xe đẩy hàng, người lao động đảm nhiệm gần như toàn bộ quy trình:

·         Xác định hàng cần vận chuyển

·         Tìm và lấy xe đẩy

·         Xếp hàng lên xe

·         Đẩy hoặc kéo xe đến điểm nhận

·         Quan sát lối đi và tránh vật cản

·         Dỡ hàng hoặc bàn giao cho công đoạn tiếp theo

·         Đưa xe trở lại vị trí tập kết

Đối với robot AMR, nhiều bước có thể được tự động hóa. Hệ thống điều hành sản xuất, quản lý kho hoặc nhân viên vận hành gửi nhiệm vụ cho robot. AMR sau đó tự xác định tuyến đường phù hợp, di chuyển đến điểm lấy hàng và chuyển tải đến điểm giao.

Khi gặp người, xe nâng, pallet hoặc vật cản tạm thời, AMR có thể giảm tốc, dừng lại hoặc tính toán tuyến đường khác tùy cấu hình hệ thống. Khả năng điều chỉnh đường đi này là điểm phân biệt AMR với phương tiện chỉ chạy theo đường cố định. Các nhà sản xuất AMR mô tả robot có thể sử dụng cảm biến để phát hiện vật cản và tính toán đường đi không bị chặn thay vì tiếp tục bám một tuyến định sẵn.

Nói cách khác:

·         Xe đẩy hàng chuyển sức lao động của con người thành chuyển động

·         Robot AMR chuyển lệnh vận hành và dữ liệu số thành chuyển động tự động

Bảng so sánh AMR và xe đẩy hàng truyền thống

Robot AMR tự vận chuyển hàng như thế nào?

Một hệ thống AMR thường bao gồm robot, cảm biến, bộ điều khiển, phần mềm điều hướng, bản đồ môi trường và phần mềm quản lý đội robot.

Quá trình vận chuyển có thể diễn ra theo trình tự sau:

1.    Hệ thống tạo yêu cầu chuyển hàng

2.    Phần mềm quản lý chọn robot phù hợp

3.    Robot xác định vị trí hiện tại và điểm đến

4.    Thuật toán điều hướng lựa chọn tuyến đường

5.    Cảm biến liên tục quan sát khu vực xung quanh

6.    Robot giảm tốc, dừng hoặc đổi hướng khi phát hiện vật cản

7.    Robot đến điểm giao và hoàn tất nhiệm vụ

8.    Dữ liệu chuyến đi được ghi nhận để theo dõi hoặc phân tích

Khi vận hành nhiều AMR, phần mềm quản lý đội robot còn có thể phân phối nhiệm vụ, kiểm soát giao thông và điều phối robot theo thời gian thực. Một số nền tảng cho phép quản lý nhiều loại AMR, thiết lập quy tắc công việc và kết nối robot với thiết bị chuyển tải hoặc hệ thống sản xuất.

Xe đẩy hàng không có lớp điều phối này. Hiệu quả của xe phụ thuộc vào việc phân công nhân sự, tổ chức tuyến đi và kỷ luật vận hành tại hiện trường.

Khả năng chuyên chở của hai phương án

Không thể kết luận rằng AMR luôn chở được nhiều hàng hơn xe đẩy. Tải trọng phụ thuộc vào từng thiết kế cụ thể.

Xe đẩy tay có thể được chế tạo với nhiều kích thước và mức tải khác nhau. Tuy nhiên, tải hàng thực tế còn bị giới hạn bởi lực đẩy, lực kéo, mặt sàn, độ dốc, chất lượng bánh xe, tầm nhìn và khả năng kiểm soát của người sử dụng.

Đối với AMR, tải trọng là một thông số kỹ thuật được xác định theo từng mẫu robot. Ví dụ, danh mục sản phẩm của MiR có các thiết bị tải trọng khoảng 250 kg, 600 kg và 1.350 kg. MiR250 được công bố có tải trọng tối đa 250 kg và tốc độ tối đa 2 m/s; MiR1350 có tải trọng tối đa 1.350 kg và tốc độ tối đa 1,2 m/s.

Danh mục OTTO cũng bao gồm các dòng AMR vận chuyển tải từ khoảng 150 kg đến 1.900 kg. Những số liệu này cho thấy AMR không phải một nhóm thiết bị có tải trọng đồng nhất; doanh nghiệp phải chọn robot theo khối lượng hàng, kích thước tải, tốc độ yêu cầu và điều kiện mặt bằng.

Khi so sánh tải trọng, cần xem đồng thời:

·         Tải trọng danh định của thiết bị

·         Kích thước và trọng tâm của kiện hàng

·         Phương thức đặt, nâng, kéo hoặc chuyển tải

·         Chất lượng và độ bằng phẳng của sàn

·         Bề rộng lối đi

·         Tốc độ vận hành cho phép

·         Khoảng cách vận chuyển

·         Yêu cầu dừng và giao nhận hàng

Năng suất vận chuyển

Xe đẩy truyền thống có thể hiệu quả trong các tác vụ ngắn, không thường xuyên hoặc thay đổi liên tục. Người lao động có thể lấy xe và xử lý ngay mà không cần tạo bản đồ, cấu hình phần mềm hay tích hợp hệ thống.

Tuy nhiên, khi nhu cầu vận chuyển lặp lại nhiều lần trong ngày, người sử dụng xe phải dành thời gian cho cả hành trình đi và hành trình quay lại. Thời gian này không trực tiếp tạo ra giá trị gia công, kiểm tra hoặc lắp ráp.

AMR có thể tiếp nhận phần công việc di chuyển lặp lại để nhân viên tập trung vào các nhiệm vụ cần thao tác, phán đoán hoặc kiểm soát chất lượng. Lợi ích không chỉ đến từ tốc độ của robot mà còn từ khả năng hoạt động theo lịch, phân phối nhiệm vụ tự động và giảm thời gian chờ giữa các công đoạn.

Tuy vậy, AMR không mặc nhiên tạo ra năng suất cao hơn. Hiệu quả có thể thấp nếu:

·         Robot thường xuyên phải chờ tại điểm lấy hoặc giao hàng

·         Lối đi quá hẹp hoặc thường xuyên bị chặn

·         Quy trình chưa tiêu chuẩn hóa

·         Số chuyến vận chuyển quá ít

·         Robot phải chạy rỗng trong phần lớn thời gian

·         Công đoạn giao nhận vẫn phụ thuộc nhiều vào thao tác thủ công

·         Hệ thống điều phối phân bổ nhiệm vụ chưa hợp lý

Do đó, doanh nghiệp nên đo năng suất theo toàn bộ chu trình thay vì chỉ so sánh tốc độ di chuyển.

Các chỉ số cần theo dõi gồm:

·         Số chuyến hoàn thành mỗi giờ hoặc mỗi ca

·         Thời gian trung bình của một nhiệm vụ

·         Tỷ lệ robot chạy có tải

·         Thời gian robot chờ

·         Tỷ lệ nhiệm vụ hoàn tất đúng hạn

·         Quãng đường chạy rỗng

·         Mức sử dụng robot

·         Số giờ lao động được chuyển sang công việc khác

Mức độ an toàn và ảnh hưởng đến người lao động

Xe đẩy giúp hạn chế việc bê và mang hàng trực tiếp, nhưng người lao động vẫn phải tạo lực đẩy hoặc kéo. Rủi ro tăng khi tải quá nặng, bánh xe khó lăn, sàn không bằng phẳng, tầm nhìn bị che khuất hoặc người sử dụng phải làm việc trong tư thế không thuận lợi.

Hướng dẫn của OSHA khuyến nghị sử dụng xe đẩy cho chuyển động ngang, thiết kế tay cầm để người dùng có thể thao tác trong tư thế thẳng và tránh yêu cầu lực đẩy hoặc kéo quá lớn. OSHA cũng khuyến cáo không xếp hàng cao hơn tầm mắt và giới hạn tải sao cho lực cần để đẩy nhỏ hơn 50 pound, tương đương khoảng 22,7 kgf.

AMR có thể giảm số lần người lao động phải đẩy tải nặng trên quãng đường dài. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa AMR không tạo ra rủi ro. Robot hoạt động trong khu vực có người, xe nâng và thiết bị khác nên cần được đánh giá như một hệ thống máy tự hành.

ISO 3691-4:2023 quy định các yêu cầu an toàn và phương pháp xác minh đối với xe công nghiệp không người lái cùng hệ thống liên quan; phạm vi tiêu chuẩn có đề cập đến robot di động tự hành.

An toàn của AMR phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

·         Thiết bị quét và cảm biến an toàn

·         Khoảng cách dừng

·         Tốc độ theo từng khu vực

·         Vị trí và độ ổn định của tải

·         Khả năng quan sát của người đi bộ

·         Quy tắc ưu tiên tại giao lộ

·         Biển báo và phân luồng

·         Quy trình xử lý sự cố

·         Đào tạo nhân viên

·         Kiểm tra và bảo trì định kỳ

Vì vậy, AMR chỉ giảm rủi ro lao động thủ công khi được lựa chọn, tích hợp và vận hành đúng. Không nên xem khả năng tránh vật cản là sự thay thế cho đánh giá rủi ro toàn diện.

Tính linh hoạt khi mặt bằng thay đổi

Xe đẩy hàng có ưu thế rõ ràng trong môi trường thiếu ổn định. Khi vị trí lưu trữ, điểm giao hàng hoặc quy trình thay đổi, người lao động có thể tự quan sát và chọn đường khác mà gần như không cần cấu hình.

AMR cũng có khả năng thay đổi tuyến đường nhưng vẫn phụ thuộc vào bản đồ, vùng hoạt động, quy tắc giao thông và cách hệ thống được thiết lập. Khi doanh nghiệp thay đổi đáng kể dây chuyền, đóng lối đi hoặc bổ sung khu vực mới, bản đồ và quy tắc vận hành có thể cần được cập nhật.

Sự linh hoạt của hai phương án vì thế mang ý nghĩa khác nhau:

·         Xe đẩy linh hoạt nhờ khả năng phán đoán trực tiếp của con người

·         AMR linh hoạt nhờ phần mềm và khả năng tái cấu hình

·         Xe đẩy phù hợp với thay đổi không dự đoán trước

·         AMR phù hợp với thay đổi có thể mô hình hóa thành bản đồ và quy tắc

Trong môi trường rất hỗn loạn, liên tục xuất hiện vật cản và không có lối đi được quản lý, AMR có thể phải dừng hoặc đổi tuyến thường xuyên. Khi đó, khả năng tự hành không đồng nghĩa với dòng vận chuyển ổn định.

Khả năng kết nối và truy xuất dữ liệu

Xe đẩy truyền thống gần như không tạo ra dữ liệu nếu không được bổ sung mã nhận dạng, cảm biến hoặc quy trình ghi nhận riêng. Doanh nghiệp thường chỉ biết hàng đã được chuyển khi nhân viên xác nhận hoặc khi hàng xuất hiện tại điểm nhận.

AMR có thể trở thành một phần của hệ thống logistics số. Phần mềm quản lý có thể ghi nhận:

·         Thời điểm nhiệm vụ được tạo

·         Robot được phân công

·         Thời gian bắt đầu và hoàn thành

·         Vị trí hiện tại

·         Trạng thái pin

·         Thời gian chờ

·         Lỗi hoặc nguyên nhân gián đoạn

·         Lịch sử vận chuyển

Dữ liệu này giúp doanh nghiệp phát hiện nút thắt, điều chỉnh tần suất cấp hàng và đánh giá mức sử dụng thiết bị. Tuy nhiên, giá trị chỉ xuất hiện khi dữ liệu được kết nối với quy trình vận hành. Việc mua robot nhưng vẫn giao việc hoàn toàn thủ công có thể làm giảm đáng kể lợi ích của tự động hóa.

Chi phí đầu tư và chi phí vận hành

Xe đẩy hàng có chi phí mua thấp, kết cấu đơn giản và ít yêu cầu về phần mềm. Chi phí chính thường nằm ở nhân công vận chuyển, bảo trì bánh xe, sửa chữa khung và thời gian quản lý xe.

AMR đòi hỏi mức đầu tư ban đầu cao hơn do có thêm:

·         Robot và bộ pin

·         Thiết bị nâng, băng tải hoặc mô-đun chở hàng

·         Trạm sạc

·         Phần mềm quản lý

·         Khảo sát và cấu hình mặt bằng

·         Tích hợp với hệ thống hiện hữu

·         Đào tạo

·         Bảo trì kỹ thuật

·         Hạ tầng mạng và an toàn

Không nên so sánh giá mua một AMR với giá mua một xe đẩy rồi kết luận phương án nào kinh tế hơn. Phép so sánh phù hợp hơn là tổng chi phí sở hữu trong cùng một khối lượng công việc.

Tổng chi phí cần tính đến:

·         Chi phí thiết bị ban đầu

·         Số nhân sự cần cho hoạt động vận chuyển

·         Số ca vận hành

·         Mức lương và chi phí lao động liên quan

·         Thời gian chờ và gián đoạn

·         Chi phí bảo trì

·         Chi phí phần mềm

·         Chi phí thay pin hoặc phụ tùng

·         Chi phí tích hợp

·         Giá trị của dữ liệu và khả năng truy xuất

·         Chi phí cơ hội khi thiếu nhân lực

AMR thường có cơ sở kinh tế rõ hơn khi nhiệm vụ lặp lại, số chuyến lớn và hoạt động kéo dài qua nhiều ca. Xe đẩy thường hợp lý hơn khi nhu cầu thấp, quãng đường ngắn và nhân viên có thể kết hợp vận chuyển với công việc khác.

Khi nào nên dùng xe đẩy hàng truyền thống?

Xe đẩy là lựa chọn phù hợp khi:

·         Số chuyến vận chuyển ít

·         Quãng đường ngắn

·         Điểm lấy và giao hàng thay đổi khó dự đoán

·         Hàng hóa có hình dạng rất đa dạng

·         Người vận chuyển cần xử lý thêm nhiều thao tác tại điểm giao

·         Không có yêu cầu theo dõi nhiệm vụ theo thời gian thực

·         Ngân sách đầu tư hạn chế

·         Mặt bằng chưa ổn định

·         Quy trình chưa được tiêu chuẩn hóa

Trong những trường hợp này, sự đơn giản của xe đẩy là một lợi thế. Tự động hóa quá sớm có thể làm doanh nghiệp phải cấu hình robot cho một quy trình vẫn thường xuyên thay đổi.

Khi nào nên đầu tư robot AMR?

AMR phù hợp hơn khi:

·         Tuyến vận chuyển lặp lại nhiều lần

·         Nhu cầu vận chuyển diễn ra liên tục

·         Khoảng cách di chuyển tương đối dài

·         Doanh nghiệp vận hành nhiều ca

·         Công việc đẩy kéo đang tiêu tốn nhiều giờ lao động

·         Thiếu nhân lực cho các nhiệm vụ logistics nội bộ

·         Điểm lấy và giao hàng có thể tiêu chuẩn hóa

·         Mặt bằng có lối đi đủ rõ ràng

·         Cần kết nối với hệ thống quản lý kho hoặc sản xuất

·         Cần dữ liệu về trạng thái và lịch sử nhiệm vụ

·         Có khả năng tổ chức bảo trì và hỗ trợ kỹ thuật

Trước khi đầu tư, doanh nghiệp cần xác định rõ robot sẽ thay thế hoặc hỗ trợ công đoạn nào. Một bài toán “mua AMR để tự động hóa vận chuyển” quá chung chung khó tạo ra kết quả đo lường được.

Bài toán nên được mô tả cụ thể, chẳng hạn:

·         Chuyển linh kiện từ kho đến ba trạm lắp ráp

·         Thu gom thành phẩm mỗi 20 phút

·         Di chuyển pallet giữa khu đóng gói và kho chờ

·         Cấp vật tư theo tín hiệu từ hệ thống sản xuất

·         Thu hồi xe hàng rỗng về khu tập kết

Có nên thay thế hoàn toàn xe đẩy bằng AMR?

Trong nhiều nhà máy, giải pháp hợp lý không phải lựa chọn hoàn toàn một trong hai mà là phân chia nhiệm vụ.

AMR đảm nhiệm những tuyến:

·         Lặp lại

·         Có tần suất cao

·         Có điểm giao nhận rõ ràng

·         Có thể tiêu chuẩn hóa

·         Cần theo dõi dữ liệu

Xe đẩy tiếp tục đảm nhiệm những tác vụ:

·         Phát sinh đột xuất

·         Thay đổi liên tục

·         Khoảng cách ngắn

·         Cần con người xử lý linh hoạt

·         Không đủ tần suất để hoàn vốn tự động hóa

Mô hình kết hợp giúp doanh nghiệp tự động hóa phần công việc có tính quy luật mà không làm mất sự linh hoạt tại hiện trường.

Robot AMR khác xe đẩy hàng truyền thống không chỉ ở việc “có người đẩy hay không”. AMR là một hệ thống vận chuyển tự hành, có khả năng nhận nhiệm vụ, điều hướng, tránh vật cản, phối hợp theo đội và tạo dữ liệu vận hành. Xe đẩy là phương tiện cơ khí đơn giản, dễ sử dụng và thích nghi nhanh nhưng phụ thuộc trực tiếp vào sức người.

AMR có lợi thế khi luồng hàng lặp lại, tần suất vận chuyển cao, hoạt động nhiều ca và cần tích hợp dữ liệu. Xe đẩy có lợi thế khi nhu cầu thấp, quy trình biến động hoặc nhiệm vụ yêu cầu khả năng xử lý linh hoạt của con người.

Doanh nghiệp không nên lựa chọn chỉ dựa trên mức độ hiện đại của công nghệ. Phương án phù hợp phải được xác định từ số chuyến, tải trọng, quãng đường, thời gian chu trình, chi phí nhân lực, điều kiện mặt bằng và khả năng tiêu chuẩn hóa điểm giao nhận.