Giới thiệu

Định nghĩa tự động hóa trong giải pháp dây chuyền chiết rót

Tự động hóa trong dây chuyền chiết rót có tác động to lớn đến quy trình tự động hóa sản xuất. Tích hợp các thiết bị máy móc với các thiết bị khác thành một hệ thống liền mạch. Điều khiển cũng như kiểm soát toàn bộ quá trình tự động.

Khi áp dụng tự động hóa vào dây chuyền chiết rót sẽ làm quá trình sản xuất được tự động từ khâu cấp phôi đến khâu đóng gói hoàn thành sản phẩm làm giảm chi phí nhân công và sự hao phí về thời gian.

Tầm quan trọng của tự động hóa trong các quy trình công nghiệp hiện đại

Công nghệ tự động hóa có thể giúp nâng cao hiệu quả, giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm, khiến nó trở thành một phần quan trọng của sản xuất hiện đại. Nó cũng có thể ngăn ngừa thương tích tại nơi làm việc bằng cách cải thiện sự an toàn của môi trường sản xuất.

Các thành phần chính của giải pháp dây chuyền chiết rót tự động

Hệ thống băng tải

Các loại băng tải được sử dụng trong giải pháp dây chuyền chiết rót

Băng tải đai dẹt

Băng tải đai dẹt là một trong những hệ thống băng tải phổ biến nhất được sử dụng hiện nay. Đai phẳng rất hữu ích cho việc vận chuyển nội bộ, tức là vận chuyển các mặt hàng trong cơ sở.

Loại băng tải này sử dụng một loạt ròng rọc trợ lực để di chuyển một dây đai phẳng liên tục, có thể làm bằng vật liệu tự nhiên hoặc vải tổng hợp. Các đồ vật được đặt lên trên băng chuyển động và vận chuyển từ đầu này sang đầu kia.

Băng tải con lăn

Bề mặt của loại băng tải này được cấu tạo từ các con lăn được lựa chọn phù hợp với yêu cầu sản xuất như trọng lượng hoặc tốc độ yêu cầu của sản phẩm sẽ di chuyển dọc theo băng tải.

Lợi ích của hệ thống băng tải trong tự động hóa

Giảm nhân lực

Việc xử lý vật liệu thủ công đòi hỏi một lượng nhân lực đáng kể để thực hiện và các nhà kho cần tìm đúng người để thực hiện những công việc này. Ngược lại, một băng tải tự động làm giảm đáng kể nhu cầu nhân lực. Điều này có thể giúp các công ty duy trì năng suất trong khi tiết kiệm tiền.

Cải thiện sự an toàn

Bất cứ khi nào bạn loại bỏ một con người ra khỏi phương trình, bạn cũng đang loại bỏ khả năng con người đó phạm lỗi – và không ai là hoàn hảo.

Bất kể mức độ an toàn được chú trọng và đề cao đến mức nào trong môi trường nhà kho, tai nạn vẫn thỉnh thoảng xảy ra. Hơn nữa, một môi trường làm việc an toàn còn được chứng minh là một môi trường làm việc vui vẻ, hiệu quả hơn. 

Sử dụng băng tải thay vì xử lý vật liệu thủ công là một trong những chìa khóa để đạt được môi trường làm việc an toàn.

Giải phóng không gian

Ta có thể sử dụng các loại băng tải khác nhau để tiết kiệm không gian nhà máy.

Hợp lý hóa năng suất

Việc sử dụng băng tải giúp quá trình tự động hóa sản xuất có thể thực hiện được. Giảm đáng kể thời gian nghỉ của công nhân và tăng tốc độ sản xuất. Đông thời với tính chính xác của máy giúp sản phẩm đạt chất lượng cao hơn.

Cánh tay robot

Chức năng và khả năng của cánh tay robot trong giải pháp dây chuyền chiết rót

Cánh tay robot có thể di chuyển sản phẩm từ vị trí này qua vị trí khác một cách dễ dàng mà không cần sử dụng đến băng tải. Nó còn có thể xác định vị trí các sản phẩm trên dây chuyền và đặt nó vào đúng vị trí cần chiết rót.

Ưu điểm của việc sử dụng cánh tay robot trong tự động hóa

Việc sử dụng cánh tay robot trong tự động hóa giúp việc tự động một số khâu trở nên đơn giản hơn, nhanh chóng và tiết kiệm thời gian hơn. Nó giúp cải thiện sự an toàn của người điều khiển để tránh phải cho trực tiếp tay vào máy. Tốc độ xử lý và độ chính xác cũng nhanh hơn so với con người.

Hệ thống điều khiển

Các loại hệ thống điều khiển được sử dụng trong giải pháp dây chuyền chiết rót tự động

SCADA là một hệ thống điều khiển tự động dùng để giám sát và điều khiển từ xa các thiết bị và quy trình sản xuất trong dây chuyền chiết rót. Nó cho phép theo dõi trạng thái hoạt động của các thiết bị, thu thập dữ liệu và hiển thị thông tin trong thời gian thực.

Hệ thống SCADA cung cấp giao diện người dùng dễ sử dụng và có thể tích hợp với các hệ thống điều khiển khác, như PLC, để thực hiện các chức năng điều khiển tự động.

PLC là một hệ thống điều khiển tự động được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, bao gồm cả dây chuyền chiết rót. PLC có khả năng xử lý các tín hiệu đầu vào và đầu ra từ các thiết bị và cảm biến khác nhau để điều khiển và giám sát quy trình chiết rót.

Nó cung cấp một môi trường lập trình linh hoạt để tạo ra các logic điều khiển phức tạp và thực hiện các chức năng như kiểm soát vận tốc, quản lý lượng chất lỏng được chiết rót và đồng bộ hóa các thiết bị khác trên dây chuyền.

Cách hệ thống điều khiển tối ưu hóa hiệu quả và độ chính xác trong quy trình chiết rót

Điều khiển dự đoán sử dụng các mô hình dự đoán để ước lượng và điều chỉnh các tham số điều khiển. Bằng cách dự đoán tương lai và điều chỉnh trước, hệ thống có thể giảm thiểu sai số và đáp ứng nhanh hơn đối với các biến đổi và biến động trong quy trình chiết rót.

Điều chỉnh các tham số điều khiển như hệ số tỷ lệ, thời gian tích hợp, và thời gian làm tương đương (PID - Proportional-Integral-Derivative) có thể được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất tốt nhất trong quy trình chiết rót.

Việc điều chỉnh và điều chỉnh các tham số này dựa trên phân tích và thử nghiệm thực tế có thể cải thiện đáng kể độ chính xác và đáp ứng của hệ thống điều khiển.

Hệ thống cảm biến và hệ thống quan sát

Tầm quan trọng của cảm biến và hệ thống quan sát trong các giải pháp dây chuyền chiết rót tự động

Hệ thống kiểm tra bằng hình ảnh là một công nghệ tự động  sử dụng camera và cảm biến để chụp ảnh sản phẩm, bao bì và nhãn trong quá trình sản xuất.

Sau đó, hệ thống sẽ xử lý và phân tích những hình ảnh này để xác định khiếm khuyết, sự không nhất quán hoặc sai sót trong việc đóng gói và dán nhãn. 

Bằng cách sử dụng camera có độ phân giải cao và thuật toán thông minh, hệ thống có thể kiểm tra chính xác sản phẩm ở tốc độ cao, đảm bảo quy trình kiểm soát chất lượng đáng tin cậy và hiệu quả.

Các loại cảm biến và hệ thống thị giác được sử dụng và lợi ích của chúng

Cảm biến đường viền

Cảm biến đường viền có thể nhận dạng và gán các đối tượng được xác định trước đó. Sau đó, các cảm biến này sẽ kiểm tra một vật thể đi qua bằng cách phân tích hình dạng và đường nét của nó so với các vật thể khác trong dây chuyền xử lý. Cảm biến đường viền có thể được sử dụng để kiểm tra cấu trúc, hướng, vị trí và tính hoàn chỉnh của vật thể. 

Cảm biến bộ đếm pixel

Cảm biến bộ đếm pixel được sử dụng để đo các đối tượng bằng cách đếm từng pixel có giá trị thang màu xám giống hệt nhau trong một hình ảnh. Cảm biến bộ đếm pixel cũng có thể nhóm các giá trị thang màu xám trên từng đối tượng để xác định hình dạng, kích thước và sắc thái của chúng.

Cảm biến kiểu phao

Cảm biến phao là thiết bị phát hiện nhằm đảm mức độ thể tích của bình chứa chất lỏng. Chúng có nhiệm vụ gửi tín hiệu đến máy bơm bất cứ khi nào mức chất lỏng trong bể xuống thấp. Sau đó, máy bơm sẽ cung cấp lại sản phẩm cho bể để chu trình nạp nhiên liệu tiếp tục mà không bị gián đoạn.

Lợi ích của tự động hóa trong giải pháp dây chuyền chiết rót

Tăng hiệu quả và năng suất

Giảm lao động thủ công và lỗi của con người trong quá trình chiết rót

Sử dụng dây chuyền chiết rót làm giảm được rất nhiều sự tác động từ con người. Việc chiết rót cũng sẽ không bị ảnh hưởng khi thay nhân công. Những công việc đơn giản sẽ được thay thế bằng máy móc như băng tải, cánh tay robot từ đó giảm được lao động thủ công và những lỗi khi thay thế nhân công.

Tốc độ sản xuất nhanh hơn và sản lượng cao hơn với tự động hóa

Máy chiết rót tự động cho phép người đóng gói sản xuất nhiều hơn những gì có thể sản xuất bằng các sản phẩm đóng gói thủ công. Từ các sản phẩm mỏng chảy tự do đến các sản phẩm có độ nhớt cao như thạch hoặc bột nhão, máy rót chai tự động cho phép đổ đầy nhiều thùng chứa trong mỗi chu kỳ. 

Với tối đa 16 đầu nạp, hệ thống nội tuyến có thể đạt tốc độ lên tới 120 chai mỗi phút, cho phép nạp hàng nghìn chai mỗi ngày. Có nhiều loại máy tiên tiến tùy vào mức độ người sử dụng.

Độ chính xác và độ chính xác nâng cao

Giảm thiểu lãng phí sản phẩm và sai sót khi đo lường chiết rót

Với dây chuyền chiết rót mọi sản phẩm đều được đong đếm với sai số rất nhỏ điều đó giúp sản phẩm chiết rót không bị lãng phí khi bị tràn ra do thừa hoặc do chiết rót xảy ra lỗi.

Cải thiện kiểm soát chất lượng và tính nhất quán trong quá trình chiết rót

Chất lượng sản phẩm cũng được kiểm soát chặt chẽ và hoàn toàn tự động không hề bị ảnh hưởng bởi con người. Đó là lý do sản phẩm đầu ra sẽ được đảm bảo không hề có sự chênh lệch quá lớn khi đến tay khách hàng.

Tiết kiệm chi phí và giảm lãng phí

Giảm chi phí vận hành và chi phí lao động thông qua tự động hóa

Chi phí vận hành được giảm tải do sự đào thải công nhân không chuyên môn. Nếu không tự động hóa số lượng công nhân sẽ rất lớn dẫn đến chi phí thuê nhân công lớn. Nhưng khi hoạt động bằng dây chuyền tự động số lượng nhân công giảm đi nhiều lần từ đó giảm được chi phí vận hành và chi phí lao động.

Giảm chất thải thông qua hệ thống kiểm soát và đo lường chiết rót chính xác

Việc lãng phí chất chiết rót sẽ trở thành chất thải và được đổ ra ngoài môi trường. Nhưng với việc chiết rót và đo lường chính xác thì lượng chất chiết rót bị lãng phí sẽ được giảm đến mức tối thiểu.

An toàn và phúc lợi của người lao động

Giảm nguy cơ tai nạn và thương tích tại nơi làm việc với hệ thống tự động

Việc tự động hóa dây chuyền chiết rót giúp cho người công nhân không cần phải tiếp xúc quá nhiều với máy mà đa số là tiếp xúc với bảng điều khiển và quan sát quá trình hoạt động của máy từ đó giảm thiểu nguy cơ bị tai nạn lap động gây ra.

Cải thiện điều kiện làm việc cho nhân viên bằng cách loại bỏ các công việc thủ công và lặp đi lặp lại

Những quá trình được tự động hóa thường là những công đoạn lặp đi lặp lại nhiều lần. Điều đó không phù hợp với con người khi phải lặp đi lặp lại một số động tác nhất định. Sử dụng dây chuyền chiết rót giảm tải được những công đoạn đó và chỉ tập chung vào một số công đoạn mà máy móc khó thực hiện.

Xu hướng tương lai về tự động hóa cho các giải pháp dây chuyền chiết rót

Những tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo và học máy

Những tiến bộ của trí tuệ nhân tạo và học máy đang ngày càng phát triển và điều đó ảnh hưởng đến mọi ngành nghề trên toàn thế giới. Hiện nay trí tuệ nhân tạo đã có thể từ những chi tiết nhỏ, dàn ý sơ sài mà phát triển ra được những thứ tổng thể bao quát hơn. Xử lý công việc ngày càng chính xác và khoa học hơn.

Tích hợp công nghệ AI và ML trong tự động hóa dây chuyền chiết rót

Việc tích hợp công nghệ AI và ML trong tự động hóa giúp ta có thể dự đoán được thời gian bảo tri ngăn ngừa sự hỏng hóc của máy. Kiểm soát chất lượng của sản phẩm nhằm báo cáo hoặc loại bỏ sản phẩm không đạt chuẩn. Tính toán để tối ưu hóa thời gian nghỉ cũng như thời gian hoạt động.

Những lợi ích và thách thức tiềm ẩn trong việc áp dụng các công nghệ này

Việc tích hợp các công nghệ AI cũng như ML và trong dây chuyền chiết rót đem lại rất nhiều lợi ích to lớn. Như việc tăng cường hiệu suất giảm thời gian chờ của máy cũng như cho máy có thể hoạt động một cách trơn tru nhất.

Cải thiện chất lượng sản phẩm với sự tính toán chính xác của công nghệ AI. Tăng tính linh hoạt khi thay đổi các yêu cầu sản xuất bằng cách thay đổi các thông số đầu vào.

Với rất nhiều lợi ích thì cũng có những thách thức kèm theo. Khi dữ liệu không chính xác hoặc không đầy đủ thì AI hoặc ML sẽ không thể hoạt động được hoặc hoạt động sai. Việc sử dụng AI cần có một thuật toán khổng lồ đòi hỏi sự chuyên môn cao để đảm bảo an toàn khi sử dụng.

Internet vạn vật (IoT) và phân tích dữ liệu

Việc sử dung IoT cho dây chuyền chiết rót tự động có thể giúp ta có được rất nhiều thông số đầu vào nhưng nó cũng sẽ làm mất đi bảo mật thông tin của công ty. Việc lấy thông tin bên ngoài sẽ giúp ta tránh được các sai sót của người khác rồi từ đó phân tích đưa ra phương pháp tối ưu.

Sử dụng các thiết bị IoT và phân tích dữ liệu để theo dõi và tối ưu hóa thời gian thực

Thiết bị IoT có thể được sử dụng để thu thập dữ liệu về hoạt động và hiệu suất của các công cụ, thiết bị hoặc quy trình. Dữ liệu này sau đó có thể được phân tích để theo dõi hiệu suất thời gian thực và đưa ra dự đoán về hiệu suất trong tương lai.

Việc theo dõi và dự đoán này cho phép người quản lý và nhân viên can thiệp kịp thời để tối ưu hóa hoạt động và đạt được hiệu suất tốt nhất.

Cải thiện hiệu quả và bảo trì dự đoán thông qua những hiểu biết dựa trên dữ liệu

Phân tích dữ liệu từ các thiết bị IoT có thể giúp dự đoán sự cố và nắm bắt các dấu hiệu tiền đề của các vấn đề hoặc lỗi. Bằng cách xác định các mẫu và xu hướng trong dữ liệu, ta có thể đưa ra dự đoán về khi nào một thiết bị có thể gặp sự cố hoặc cần được bảo trì. Điều này cho phép thực hiện các biện pháp bảo trì dự đoán để tránh sự cố và giảm thiểu thời gian chết máy.

Kết luận

Việc tự động hóa trong các giải pháp dây chuyền chiết rót là vô cùng cần thiết. Vì hiện nay ta đang hướng tới một xã hội công nghiệp hóa hiện đại hóa giảm thiểu lao động dư thừa mà sử dụng máy móc để lao động.

Việc tự động hóa dây chuyền chiết giúp giảm bớt các khâu lặp đi lặp lại mà tốc độ sản xuất lại không cao. Chưa kể đến còn có thể ảnh hưởng đến cơ thể con người về sau.

Tự động hóa trong các giải pháp dây chuyền chiết rót đem lại rất nhiều lợi ích cho cả doanh nghiệp lẫn người lao động. Thứ nhất tăng năng suất bằng cách giảm thiểu các công việc thủ công và hoàn thành bằng máy móc một cách nhanh chóng hơn. Thứ hai là đảm bảo chất lượng đầu ra bằng cách giảm sai sót do con người. Thứ ba là tiết kiệm thời gian và nguồn lực. Khi sử dụng dây chuyền tự động việc sử dụng nguồn lực là nhân công giảm mạnh. Thứ tư là tăng tính linh hoạt. Khi thay đổi kiểu dáng hoặc loại sản phẩm chỉ cần thay đổi thông số đầu vào. Thứ năm là giảm lỗi và rủi ro do con người trong quá trình chiết rót. Điều cuối cùng là giảm tai nạn lao động.