Trong thời đại công nghiệp 4.0, sự bùng nổ mạnh mẽ của cuộc cách mạng khoa học và công nghệ khiến cho việc chuyển đổi mô hình nhà máy thông minh trở thành xu hướng chính được các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực sản xuất hướng tới. Việc áp dụng các giải pháp công nghệ cùng với sự xuất hiện của những robot công nghiệp hiện đại trong nhà máy giúp cho quy trình sản xuất diễn ra một cách tự động và hiệu quả hơn bao giờ hết. Một trong những tiến bộ được phần lớn các doanh nghiệp ưa chuộng thời gian gần đây chính là sự ra đời của 2 loại Robot tự hành AMR và AGV.  Vậy sự khác nhau cơ bản giữa Robot AMR và AGV là gì? 

Robot tự hành AGV

Xe tự hành AGV hay Robot AGV (Automation Guided Vehicle) là loại xe được áp dụng các công nghệ dẫn đường hiện đại để vận chuyển nguyên vật liệu, hàng hóa đến các vị trí khác nhau trong dây chuyền sản xuất đã được đánh dấu sẵn mà không cần tới sự can thiệp của con người với cấu tạo cơ bản bao gồm:

• Hệ thống dò đường: Với dòng Robot AGV không chạy theo đường dẫn sẽ sử dụng các cảm biến laser để xác định vị trí của những vật thể trong khi di chuyển xung quanh nhà máy. Bên cạnh đó, bộ phận dò đường của loại xe tự hành AGV chạy theo đường dẫn sẽ sử dụng cảm biến từ trường, cảm biến kim loại, cảm biến quang để chạy theo các đường chỉ dẫn sẵn có được cấu tạo từ các vật liệu như vạch màu, băng từ, đường ray, đường dây từ, … 
• Hệ thống cảm biến vật cản và va chạm: Bộ phận chịu trách nhiệm đảm bảo an toàn cho robot khi di chuyển trong nhà máy. Robot cần có khả năng giảm tốc hoặc dừng lại trước những vật cản xung quanh mà nó có thể va chạm phải. Các bộ phận chính của hệ thống này bao gồm máy quét laser và bộ điều khiển plc.  

• Bộ điều khiển trung tâm: với hệ thống điều khiển đã được lập trình sẵn trên xe tự hành AGV giúp cho việc điều khiển trở nên tự động hóa và thuận lợi hơn, giúp xe chạy theo sự quản lý của trung tâm điều hành một cách chính xác xuyên suốt quá trình sản xuất. 
• Thiết bị truyền và nhận dữ liệu: Robot AGV sẽ truyền và tiếp nhận dữ liệu với bộ phận trung tâm điều hành thông qua hệ thống thu phát sóng từ xa như RF hoặc Wifi, tùy thuộc vào từng loại xe khác nhau.
• Bộ phận sạc và pin: Hệ thống cung cấp năng lượng cần thiết cho việc vận hành các chức năng của robot AGV. Hiện nay, pin và sạc của robot AGV có nhiều loại khác nhau tùy theo nhu cầu và đặc điểm của mỗi loại xe tự hành như: pin Lithium sắt photphat – LIFE04, ắc quy khô …  

| Xu hướng ứng dụng Robot AGV trong sản xuất thông minh

Robot tự hành AMR

Robot AMR (Autonomous Mobile Robot) là loại robot tự hành có thể tự di chuyển độc lập trong môi trường của nó bằng cách sử dụng cảm biến và thuật toán để tránh các vật cản cũng như va chạm với đồ vật xung quanh mà không chịu sự giám sát trực tiếp của con người hoặc không cần một con đường cố định được xác định trước để chạy. 

Loại Robot này thường được ứng dụng trong quá trình vận chuyển, di chuyển hàng hóa trong kho, thu thập dữ liệu và kiểm kê hàng tồn kho. Đây được coi là một trong những giải pháp công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực tự động hóa và robot hóa. 

Robot AMR sẽ xác định tuyến đường tốt nhất mà chúng cần di chuyển dựa trên việc áp dụng công nghệ cảm biến LiDAR & bản đồ hóa và bản đồ đồng thời (SLAM). LiDAR (Light Detection And Ranging) là một máy quét phát hiện các tia sáng hồng ngoại ra môi trường xung quanh, sau đó đo lường thời gian mà các tia sáng phản xạ lại. 

Thông qua công nghệ Lidar và các camera, AMR có khả năng xác định được vị trí và môi trường xung quanh. Từ đó Robot AMR có thể tự động lên kế hoạch đường đi của chúng mà không cần tới sự can thiệp của con người. 

| Ứng dụng Robot AMR trong hệ thống nhà kho

Sự khác biệt cơ bản giữa Robot AMR và AGV

Các tuyến đường cố định VS khả năng điều hướng thông minh

Đối với Robot AGV, chúng được trang bị các loại cảm biến như cảm biến từ trường, cảm biến kim loại, cảm biến quang để di chuyển trong nhà máy hoặc nhà kho theo các tuyến đường chỉ dẫn cố định sẵn có được cấu tạo từ các vật liệu như vạch màu, băng từ, đường ray, đường dây từ… Ngoài ra như đã đề cập ở trên, Robot AGV cũng được trang bị các cảm biến an toàn để tránh va chạm với các vật cản xung quanh không gian chúng di chuyển. Tuy nhiên, chúng sẽ dừng lại hoàn toàn khi gặp chướng ngại vật và chỉ tiếp tục di chuyển khi vật cản đó bị di dời sang vị trí khác. 

Ngược lại với AGV, Robot AMR được ứng dụng công nghệ cảm biến LiDAR & bản đồ hóa và bản đồ đồng thời (SLAM) có khả năng điều hướng tự nhiên mà không cần lắp đặt bất kỳ đường dẫn nào trước đó. Cũng giống như AGV, Robot AMR được trang bị các cảm biến an toàn với khả năng tránh va chạm những vật thể xung quanh môi trường hoạt động. Điểm khác biệt ở đây chính là việc khi gặp chướng ngại vật trong quá trình di chuyển, AMR có thể tự động tìm ra con đường mới để tránh vật cản đó thay vì giữ nguyên vị trí như Robot AGV.  Ưu điểm này sẽ giúp hoạt động sản xuất trong nhà máy của doanh nghiệp trở nên an toàn hơn, hàng hóa trong kho được vận chuyển chính xác và nhanh chóng. 

Hạn chế ứng dụng so VS đáp ứng linh hoạt 

Thông thường Robot AGV không được đánh giá quá cao về tính linh hoạt bởi chúng chỉ có khả năng thực hiện một nhiệm vụ là đi theo một khung đường duy nhất đã được ấn định trước. Trong trường hợp doanh nghiệp có những ý định thay đổi hoặc cải tạo về kho xưởng, tất cả những thông tin liên quan đến hành trình di chuyển của Robot AGV sẽ phải được xây dựng lại, đòi hỏi nguồn kinh phí khá lớn cùng với đó là rất nhiều thời gian. 

Đối với Robot AMR, trên cùng một robot chúng có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau tại các địa điểm khác nhau, tự động thực hiện các điều chỉnh để đáp ứng đúng với các yêu cầu sản xuất và sự thay đổi của môi trường hoạt động. Điều đặc biệt ở đây chính là việc các nhiệm vụ AMR có thể được điều khiển thông qua giao diện của robot hoặc được cấu hình bằng phần mềm điều khiển, cho phép chúng tự động sắp xếp thứ tự ưu tiên và robot phù hợp nhất cho một nhiệm vụ nhất định dựa trên vị trí và tính khả dụng của robot. Khi nhiệm vụ được thiết lập, nhân viên kho sẽ không phải tốn thời gian điều phối công việc của robot, điều này cho phép doanh nghiệp tập trung phân bổ nguồn lực vào những công việc có giá trị cao khác góp phần vào thành công chung của tổ chức. Chính vì vậy, tính linh hoạt của Robot AMR được đánh giá cao là điều hoàn toàn dễ thấy.   

Mô hình sản xuất truyền thống VS mô hình agile

Một trong những thách thức lớn nhất đối với việc triển khai robot AGV trong sản xuất chính là việc tích hợp chúng vào cơ sở hạ tầng và quy trình vận hành những công việc hiện có trong nhà máy. Thông thường AGV cần được trang bị hệ thống dây điện hoặc băng từ đặc biệt để hướng dẫn điều hướng di chuyển xung quanh môi trường hoạt động của nó. Ngoài ra, chúng cũng cần được lập trình chính xác để đảm bảo chúng có thể tuân theo các tuyến đường cũng như các hướng dẫn cụ thể theo yêu cầu công việc. 

Đối với Robot AMR, tốc độ triển khai của chúng sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm quy mô nhà kho, phân xưởng, nhà máy và mức độ tính chất phức tạp của địa điểm triển khai. Tuy nhiên, việc triển khai AMR có thể được thực hiện tương đối nhanh chóng và ít gặp vấn đề gián đoạn bởi một trong những ưu điểm của AMR chính là việc chúng không yêu cầu bất kỳ cơ sở hạ tầng hoặc hệ thống dây điện nào đặc biệt, điều này đồng nghĩa với việc chúng có thể linh hoạt triển khai ở nhiều môi trường khác nhau. 

So sánh về chi phí giữa AMR và AGV

Chi phí với Robot tự hành AGV

Với đặc thù cấu tạo của mình, AGV thường yêu cầu phải được trang bị các thanh dẫn vật lý, hệ thống dây điện dưới sàn hoặc băng bề mặt để cho phép chúng tự điều hướng và định vị lối di chuyển trong môi trường xung quanh. Ngoài ra, như đã được đề cập đến ở trên, Robot AGV khi gặp chướng ngại vật chúng sẽ dừng lại và chỉ di chuyển tiếp khi vật cản đó được dời đi. Điều đó cũng đồng nghĩa với việc nếu môi trường xung quanh chúng bị thay đổi hoặc các nhiệm vụ được thay đổi theo yêu cầu sản xuất, doanh nghiệp sẽ phải tốn thêm một khoản chi phí để cấu hình lại hệ thống cho Robot của mình và lặp lại quá trình vận hành của chúng. Chính vì vậy, mặc dù AGV thường được đánh giá có chi phí thấp hơn cho mỗi robot so với AMR, tuy nhiên doanh nghiệp cũng sẽ cần phải tính toán tới những chi phí phải chịu thêm để thiết lập, triển khai, cấu hình lại và vận hành chúng.

Chi phí Robot tự hành AMR

Mặc dù Robot AMR được trang bị nhiều công nghệ tiên tiến hơn so với AGV truyền thống, nhưng chúng vẫn được coi là một giải pháp tối ưu chi phí hơn để doanh nghiệp triển khai trong dài hạn. Trái với Robot AGV, AMR không cần dây, điểm từ hay các sửa đổi tốn kém khác đối với cơ sở hạ tầng của nhà máy, kho xưởng. Do đó, việc thiết lập hệ thống và triển khai vận hành đối với Robot AMR sẽ nhanh hơn và ít tốn kém hơn, đồng thời không gây gián đoạn tới quá trình sản xuất. Bên cạnh đó, AMR cũng sẽ không tốn thêm khoản chi phí nào khi doanh nghiệp có thay đổi về đường dẫn bao gồm chi phi băng từ, sửa chữa mặt sàn …