Ý – Chỉ một điểm nghẽn trên dây chuyền sản xuất cũng có thể khiến một nhà sản xuất quy mô vừa mất hàng nghìn USD do sản lượng bị suy giảm. Khi tình trạng này lặp lại qua nhiều ca làm việc, mức sụt giảm lợi nhuận sẽ trở thành vấn đề không thể bỏ qua. Các giải pháp tự động hóa có khả năng mở rộng giúp xử lý vấn đề ngay từ nguyên nhân gốc rễ bằng cách chuyển đổi những công đoạn hoạt động kém hiệu quả thành các quy trình tốc độ cao, vận hành liên tục và có thể tăng công suất theo nhu cầu.

Đánh giá dây chuyền sản xuất trước khi tự động hóa
Trước khi phân bổ ngân sách cho thiết bị mới, đội ngũ vận hành cần đánh giá kỹ những điểm còn hạn chế trên dây chuyền hiện tại. Có ba lĩnh vực quan trọng cần được xem xét.

Xác định và đo lường các điểm nghẽn trong sản xuất
Các điểm nghẽn sản xuất thường xuất hiện ở những công đoạn phụ thuộc nhiều vào lao động thủ công, như dỡ nguyên liệu, đóng gói thành phẩm bằng tay và xếp pallet ở cuối dây chuyền. Mỗi công đoạn như vậy đều có thể giới hạn tốc độ của toàn bộ các bước phía sau. Để xây dựng cơ sở thuyết phục cho việc đầu tư tự động hóa, các kỹ sư nên theo dõi thời gian vận hành, thời gian chu kỳ và sản lượng mỗi ca tại từng trạm làm việc. Một khảo sát với hơn 300 lãnh đạo nhân sự trong ngành sản xuất cho thấy 61% gặp khó khăn trong việc tuyển đủ lao động cho các vị trí thiết yếu, và gần 70% cho biết tình trạng thiếu nhân lực trực tiếp hạn chế khả năng đáp ứng nhu cầu sản xuất. Trong số đó, 40% gặp tình trạng chậm tiến độ sản xuất ít nhất một lần mỗi tuần. Khi sự biến động về nhân sự làm giới hạn năng suất ở quy mô như vậy, có thể xem đây là một điểm nghẽn mang tính cơ cấu. Việc bổ sung thêm lao động sẽ không giải quyết được vấn đề.

Tính toán hiệu quả tài chính của tự động hóa
Một phép tính hoàn vốn đầu tư (ROI) hiệu quả cho dự án tự động hóa sản xuất cần xem xét nhiều yếu tố hơn đáng kể so với giá mua ban đầu của thiết bị. Tổng chi phí sở hữu (TCO) bao gồm mức tiêu thụ năng lượng, chu kỳ bảo trì, thời gian chuyển đổi sản phẩm, phụ tùng thay thế và tuổi thọ dự kiến của thiết bị. Hiệu quả tài chính còn được cải thiện khi tính đến việc tối ưu hóa lao động, đặc biệt trong trường hợp nhân viên được chuyển từ các công việc thủ công thường xuyên sang những vị trí có giá trị cao hơn như kiểm soát chất lượng hoặc giám sát vận hành. TCO cũng là chỉ số phù hợp nhất khi các nhà sản xuất so sánh giá giữa nhiều dây chuyền đóng gói tự động khác nhau. Hai hệ thống có mức giá mua tương đương vẫn có thể mang lại hiệu quả đầu tư rất khác nhau, tùy thuộc vào độ tin cậy khi vận hành, tốc độ sản xuất và yêu cầu bảo trì trong suốt thời gian sử dụng.

Lập kế hoạch đáp ứng nhu cầu tương lai bằng các hệ thống mô-đun
Nhiều nhà sản xuất đầu tư vào thiết bị chỉ đủ đáp ứng nhu cầu hiện tại nhưng lại không có khả năng mở rộng khi sản lượng tăng trong tương lai. Sự thiếu linh hoạt này có thể dẫn đến những dự án cải tạo tốn kém, thậm chí buộc doanh nghiệp phải thay thế toàn bộ dây chuyền chỉ sau vài năm. Các giải pháp tự động hóa dạng mô-đun và có khả năng mở rộng có thể khắc phục vấn đề này. Bằng cách lựa chọn những hệ thống được thiết kế để mở rộng theo từng giai đoạn, nhà máy có thể bổ sung công suất hoặc triển khai thêm chức năng mới mà không cần tháo bỏ cơ sở hạ tầng hiện có.

3 công ty giúp mở rộng sản xuất thông qua tự động hóa
Các công ty được giới thiệu dưới đây đại diện cho ba hướng tiếp cận khác nhau nhưng đều có tiềm năng lớn trong việc nâng cao năng suất của dây chuyền sản xuất và đóng gói. Việc lựa chọn dựa trên khả năng đã được chứng minh trong việc mang lại thời gian hoàn vốn nhanh, duy trì độ tin cậy vận hành cao, hạn chế gián đoạn trong quá trình lắp đặt và hỗ trợ mở rộng theo mô-đun trong tương lai.

1. Tự động hóa chuyên dụng cho dỡ pallet, vận chuyển và xếp pallet
Công ty Ska Fabricating đã xây dựng được danh tiếng trên thị trường toàn cầu nhờ các hệ thống tự động hóa chuyên dụng được thiết kế nhằm tối đa hóa năng suất cho những công việc đóng gói có tính lặp lại cao. Trong khi các hệ thống robot thường sử dụng từ sáu trục chuyển động trở lên, các thiết bị dỡ pallet và xếp pallet của Ska Fab chỉ sử dụng hai hoặc ba bậc tự do, qua đó đạt tốc độ cao và giảm chi phí trên mỗi đơn vị sản phẩm trong các hoạt động sản xuất quy mô lớn thuộc ngành đồ uống, thực phẩm và hàng tiêu dùng đóng gói.

Các hệ thống dỡ pallet tự động của công ty, được chế tạo từ thép không gỉ và thép carbon phủ sơn tĩnh điện, giúp loại bỏ công việc nâng và đặt các loại bao bì, vật chứa bằng tay trong suốt nhiều ca sản xuất. Các hệ thống băng tải và tích lũy sản phẩm tích hợp có thể được bố trí vào mặt bằng nhà máy hiện có mà không cần cải tạo toàn bộ dây chuyền, nhờ đó bảo vệ khoản đầu tư vào các thiết bị hiện hữu đồng thời cải thiện dòng di chuyển của sản phẩm từ đầu vào đến đầu ra. Các hệ thống xếp pallet của Ska Fab cũng cho phép tăng sản lượng mỗi ca trong khi giảm mức độ phụ thuộc vào lao động.

Đối với các nhà sản xuất quy mô vừa muốn từng bước triển khai tự động hóa với khả năng hoàn vốn cao, danh mục thiết bị dạng mô-đun của Ska Fab là một lựa chọn đáng chú ý, có thể mở rộng từ một hệ thống ban đầu đến tích hợp toàn bộ dây chuyền. Các giải pháp của Ska Fab vừa có khả năng đáp ứng hoạt động tốc độ cao, vừa có thể tích hợp hiệu quả vào hệ thống sản xuất hiện hữu.

2. Giải pháp robot từ một nhà cung cấp duy nhất cho toàn bộ khu vực cuối dây chuyền
Công ty Pacteon định vị mình là đối tác cung cấp giải pháp tự động hóa đóng gói cuối dây chuyền từ một nguồn duy nhất, tích hợp các công đoạn đóng hộp carton, đóng thùng, xếp pallet, vận chuyển và quấn màng co giãn trong cùng một hệ thống. Các công ty thuộc danh mục của công ty Pacteon gồm Schneider Packaging, ESS Technologies, Phoenix Wrappers và Descon Conveyor Systems, mỗi đơn vị cung cấp những năng lực chuyên biệt được tích hợp thành các giải pháp dây chuyền đồng bộ.

Danh mục hệ thống xếp pallet của công ty trải rộng từ các cell robot cộng tác Fanuc CRX-25iA dành cho những ứng dụng cần lắp đặt nhanh đến các hệ thống tốc độ cao có khả năng xử lý từ 30 đến 100 thùng mỗi phút. Hệ thống xếp pallet Robox dạng mô-đun của công ty Pacteon có năm cấu hình cơ bản, cho phép nhà sản xuất mở rộng số lượng cell và năng suất theo nhu cầu.

Đối với các nhà máy muốn giảm độ phức tạp do phải làm việc với nhiều nhà cung cấp khác nhau và chuyển sang một đối tác tích hợp duy nhất, khả năng cung cấp giải pháp cho toàn bộ chuỗi công đoạn cuối dây chuyền là một lợi thế nổi bật của công ty Pacteon.

3. Hệ thống dây chuyền chìa khóa trao tay, kết nối số ở quy mô lớn
Công ty Krones thiết kế các giải pháp chìa khóa trao tay bao gồm công nghệ xử lý, chiết rót, dán nhãn, đóng gói và logistics nội bộ. Có trụ sở chính tại Đức và hoạt động tại 79 quốc gia, công ty phục vụ các nhà sản xuất thực phẩm và đồ uống quy mô lớn cần kết nối toàn bộ các thành phần của dây chuyền trong một hệ thống đồng bộ và có khả năng mở rộng.

Khái niệm Ingeniq của công ty Krones đưa vào khả năng quản lý dây chuyền hoàn toàn tự động, trong đó có các phương tiện vận chuyển tự hành thực hiện việc cung cấp và nạp vật liệu đóng gói mà không cần sự can thiệp của người vận hành. Nền tảng đóng lon LinaFlex eSync có thể giảm diện tích bố trí thiết bị tới 40% so với các cấu hình truyền thống trong khi vẫn duy trì sản lượng ở tốc độ cao.

Đối với các doanh nghiệp quy mô lớn đang hướng tới mô hình sản xuất phù hợp với công nghiệp 4.0, kết hợp bảo trì dự đoán và giám sát kỹ thuật số theo thời gian thực, công ty Krones đại diện cho phân khúc cao cấp của các giải pháp đầu tư tự động hóa tích hợp.

Có những hình thức tài chính và thuê thiết bị tự động nào?
Khả năng huy động vốn không nên là yếu tố quyết định tốc độ nâng cấp hệ thống sản xuất. Các nhà sản xuất đầu tư thiết bị tự động thường lựa chọn một trong ba mô hình tài chính, mỗi hình thức có ảnh hưởng khác nhau đến dòng tiền và tổng chi phí sở hữu trong dài hạn.

Mua thiết bị theo hình thức chi phí đầu tư vốn (CapEx) giúp doanh nghiệp sở hữu hoàn toàn tài sản ngay từ đầu và thường mang lại chi phí dài hạn thấp nhất, nhưng cần nguồn vốn ban đầu đáng kể. Hình thức thuê hoạt động theo mô hình chi phí vận hành (OpEx) cho phép phân bổ các khoản thanh toán theo thời gian nhằm duy trì dòng tiền và không ghi nhận thiết bị như một tài sản sở hữu trên bảng cân đối kế toán. Trong khi đó, hợp đồng tài trợ thiết bị cho phép doanh nghiệp thanh toán định kỳ hàng tháng và cuối cùng tiến tới sở hữu thiết bị.

Mỗi mô hình sẽ tác động khác nhau đến việc tính toán TCO và ROI tổng thể. Vì vậy, trước khi đưa ra quyết định, bộ phận tài chính nên xây dựng mô hình cho từng phương án dựa trên dự báo sản xuất cụ thể của doanh nghiệp.

Các câu hỏi thường gặp về mở rộng tự động hóa
Những câu hỏi dưới đây đề cập đến các vấn đề thực tế thường phát sinh sau khi một nhà sản xuất quyết định triển khai chiến lược tự động hóa.

Cần bao nhiêu diện tích để lắp đặt một hệ thống xếp pallet tự động?
Yêu cầu về diện tích phụ thuộc vào mục tiêu năng suất và loại bao bì hoặc vật chứa cần xử lý. Các hệ thống tự động hóa chuyên dụng, như những giải pháp của công ty Ska Fab, thường chiếm ít diện tích nhà máy hơn so với các hệ thống robot vì không cần bố trí vùng an toàn lớn xung quanh thiết bị. Các nhà sản xuất nên yêu cầu nhà cung cấp thiết bị đánh giá sơ đồ mặt bằng ngay từ giai đoạn đầu của quá trình lập kế hoạch nhằm xác định vị trí lắp đặt tối ưu.

Cần bảo trì và hỗ trợ kỹ thuật như thế nào để đảm bảo thời gian vận hành tối đa?
Phần lớn các hệ thống đóng gói tự động đều cần được bảo trì phòng ngừa theo lịch trình, bao gồm bôi trơn, kiểm tra dây đai và hiệu chuẩn cảm biến. Hợp tác với một nhà sản xuất thiết bị có khả năng cung cấp hỗ trợ kỹ thuật trực tiếp sẽ giúp rút ngắn thời gian xử lý sự cố và giảm thời gian ngừng máy. Công ty Ska Fab cung cấp dịch vụ hỗ trợ liên tục nhằm duy trì hiệu suất tối ưu của dây chuyền trong thời gian dài.

Ngoài việc tối ưu hóa lao động, tự động hóa dây chuyền đóng gói còn mang lại những lợi ích nào khác?
Các hệ thống tự động còn có thể tạo ra dữ liệu sản xuất theo thời gian thực, giúp các nhà quản lý vận hành xác định những điểm kém hiệu quả và dự báo nhu cầu bảo trì. Về lâu dài, những lợi ích bổ sung này có thể đóng góp đáng kể vào hiệu quả tài chính của nhà máy.

Chuẩn bị cho tương lai thông qua tự động hóa
Mở rộng năng lực sản xuất vừa là một quyết định về vận hành, vừa là một quyết định về tài chính. Những nhà sản xuất đầu tư vào các giải pháp tự động hóa dạng mô-đun, có khả năng mở rộng và hợp tác với các chuyên gia am hiểu những thách thức cụ thể của dây chuyền có thể đạt được lợi ích tích lũy ngày càng lớn theo thời gian. Cách tiếp cận triển khai theo từng giai đoạn, dựa trên hiệu quả hoàn vốn, sẽ giúp doanh nghiệp dễ dàng thích ứng hơn khi nhu cầu thị trường thay đổi.

Để xem các tin bài khác về “Tự động hóa”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Industrial Technology