Tương Lai của Tự Động Hóa ở Châu Á: Palletizer và Depalletizer cho Thùng Sốt Tomat

Tương lai của Tự động hóa tại Châu Á — Các máy xếp pallet và dỡ pallet cho lon nước sốt cà chua

Bài viết này không bàn về việc có nên tự động hóa hay không. Mà bàn về cách chọn đúng máy xếp pallet cho lon nước sốt cà chua và, ở vị trí phía thượng nguồn, chọn đúng máy dỡ pallet cho thực phẩm đóng hộp — mà không chi quá nhiều cho một hệ thống mà dây chuyền của bạn không cần.

Một nhà máy sản xuất lon nước sốt cà chua tại Sơn Đông đã lắp đặt hai dây chuyền mới để sản xuất lon vào năm ngoái. Các máy hàn vận hành ở tốc độ 600 lon mỗi phút. Lò nung duy trì nhiệt độ ổn định. Máy chiết rót đạt đúng năng suất mục tiêu ngay trong ca đầu tiên. Và sau đó, các lon đến cuối dây chuyền.

Trong 40 mét cuối cùng, ba công nhân mỗi ca phải bốc các thùng carton, xếp chúng lên pallet và quấn màng co bằng tay. Trong mùa thu hoạch và đóng lon vào mùa hè, nhà máy gần như không thể tuyển đủ người để lấp đầy các ca làm việc đó. Khi có người nghỉ đột xuất, toàn bộ dây chuyền phải giảm tốc — bởi vì các máy phía thượng nguồn vẫn tiếp tục chạy, khiến các lon tích tụ ngày càng nhiều.

Tại sao các dây chuyền sản xuất lon nước sốt cà chua lại là một thách thức đặc biệt đối với tự động hóa

Việc xếp các lon bột cà chua đã đầy vào pallet là một bài toán vật lý khác biệt so với việc xếp các lon rỗng, và hầu hết thông số kỹ thuật chung của máy xếp pallet đều sai lầm ở điểm này.

Một lon cà chua 400 g đã đầy nặng gần gấp sáu lần một lon rỗng. Một pallet đầy — ví dụ: 48 thùng, mỗi thùng chứa 24 lon — mang theo gần một tấn sản phẩm trên diện tích mặt bằng 1,1 m × 1,1 m. Tải trọng này nén ép các lớp dưới cùng. Nếu máy xếp pallet đặt thùng trên cùng xuống ngay cả chỉ với độ rơi rất nhỏ, các lon bên dưới sẽ bị móp. Nhà máy chỉ phát hiện ra vấn đề này khi khách hàng mở kiện hàng.

Đây cũng là vị trí cuối dây chuyền nơi tỷ lệ chấn thương tăng vọt. Việc nâng thùng lặp đi lặp lại trong ca làm việc kéo dài tám giờ là dạng chấn thương về công thái học kinh điển — đồng thời đây cũng là trạm có khả năng thiếu nhân sự cao nhất trong bối cảnh thị trường lao động eo hẹp.

Hãy so sánh điều này với dây chuyền đóng lon đồ uống. Các lon nhôm rỗng nhẹ, mỏng và rẻ để thay thế nếu bị đổ nghiêng. Dây chuyền bột cà chua không thể chấp nhận tỷ lệ tổn thất tương tự. Một thùng bị hư hại đồng nghĩa với sản phẩm bị lãng phí, chứ không chỉ là một chiếc thùng bị rơi.

Tình trạng tự động hóa trong ngành thực phẩm đóng lon tại châu Á

Tự động hóa trong lĩnh vực bao bì thực phẩm tại châu Á đã vượt qua giai đoạn thử nghiệm. Thị trường tự động hóa bao bì khu vực châu Á – Thái Bình Dương đạt khoảng 30,3 tỷ đô la Mỹ vào năm 2026 và dự kiến tăng lên khoảng 43,2 tỷ đô la Mỹ vào năm 2031, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 7,36% — một trong những khu vực tăng trưởng nhanh nhất toàn cầu trong phân khúc này. Riêng trong lĩnh vực bao bì thực phẩm, khu vực châu Á – Thái Bình Dương hiện đã chiếm thị phần lớn nhất trên toàn cầu, nhờ quá trình công nghiệp hóa nhanh chóng tại Trung Quốc, Ấn Độ và Đông Nam Á.

Hai yếu tố đứng sau xu hướng này, và cả hai đều không mang tính suy đoán. Thứ nhất là chi phí lao động: chi phí lao động trong ngành thực phẩm đã tăng khoảng 15% trong năm năm qua — một xu hướng ảnh hưởng nặng nề nhất đến các trạm làm việc có khối lượng lớn và thao tác lặp đi lặp lại, như công đoạn xếp hàng lên kệ (palletizing), bởi đây chính là những vị trí vừa đòi hỏi thể lực cao vừa dễ tự động hóa nhất. Thứ hai là an toàn thực phẩm và tuân thủ quy định xuất khẩu: khi ngày càng nhiều nhà sản xuất châu Á xuất hàng sang các thị trường có yêu cầu khắt khe hơn về vệ sinh và khả năng truy xuất nguồn gốc, việc xử lý thủ công ở cuối dây chuyền trở thành một tiêu chuẩn khó duy trì một cách nhất quán.

Robot công nghiệp cuối dây chuyền — đặc biệt là robot xếp palet và đóng thùng — là nơi xu hướng này xuất hiện đầu tiên. Các nhà phân tích theo dõi thị trường robot bao bì thực phẩm dự báo khu vực châu Á – Thái Bình Dương sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) khoảng 14,2% cho đến năm 2035, nhanh hơn mọi khu vực khác, trong đó xếp palet và đóng thùng là hai ứng dụng dẫn đầu, vì các nhà máy đang tìm kiếm giải pháp tự động hóa có thể vận hành an toàn song song với các trạm thủ công hiện hữu thay vì thay thế toàn bộ dây chuyền cùng lúc.

Đối với một nhà máy sản xuất nước sốt cà chua đóng lon nói riêng, xu hướng khu vực này phù hợp với thực tế tại hiện trường: những chiếc lon đã được đổ đầy rất nặng, việc xếp chồng lặp đi lặp lại, và đây thường là trạm đầu tiên mà tình trạng thiếu lao động hoặc sự cố an toàn thúc đẩy cuộc thảo luận về tự động hóa — bất kể phần còn lại của dây chuyền có cấu trúc ra sao.

Máy xếp palet so với máy gỡ palet — Mỗi loại thực sự giải quyết vấn đề gì

Hai loại máy này thường bị nhóm chung với nhau. Chúng được đặt ở hai đầu đối diện của nhà máy và giải quyết hai vấn đề trái ngược nhau.

Vị trí của máy xếp palet trên dây chuyền

Máy xếp pa-lét là máy cuối cùng trước kho. Máy này nhận sản phẩm đã được đóng đầy, đóng thùng và bọc co nhiệt, đặt sản phẩm lên pa-lét gỗ hoặc pa-lét nhựa theo một mô hình lớp ổn định, rồi xây dựng tải sao cho xe nâng có thể di chuyển mà không làm đổ chồng hàng.

Trên một dây chuyền hiện đại, máy xếp pa-lét không vận hành như một đơn vị độc lập. Máy này giao tiếp với máy đóng thùng ở phía thượng nguồn, báo hiệu khi pa-lét đã đầy và bàn giao cho một máy quấn màng co . Đây là điều mà một máy xếp pa-lét được tích hợp đúng cách hệ thống pallet hóa tự động thực hiện — máy hấp thụ sự dao động tự nhiên của sản xuất ở phía thượng nguồn và cung cấp tải ổn định cho khâu hậu cần.

Vị trí của máy gỡ pa-lét trên dây chuyền

Máy gỡ pa-lét đặt ở đầu nhà máy. Nhiệm vụ của máy là nhận các lon rỗng — được xếp thành chồng trên các pa-lét nhập từ nhà cung cấp lon — rồi cấp chúng vào dây chuyền chiết rót từng lớp một.

Điều này quan trọng hơn nhiều so với những gì đa số người mua nhận thức. Nếu máy gỡ pallet cấp liệu sai hoặc kẹt, máy chiết rót sẽ thiếu nguyên liệu. Một dây chuyền vận hành 600 lon mỗi phút sẽ mất mười phút sản lượng mỗi lần công nhân phải trèo lên pallet và cấp liệu thủ công cho máy. Một máy gỡ pallet đáng tin cậy cho lon kim loại không hào nhoáng, nhưng lại là thiết bị quyết định liệu máy chiết rót có thực sự vận hành ở tốc độ danh định hay không.

Những yếu tố cần xem xét khi chọn máy xếp pallet hoặc máy gỡ pallet cho lon nước sốt cà chua

Bốn thông số kỹ thuật phân biệt rõ một hệ thống có thể vận hành ổn định trong suốt một thập kỷ với một hệ thống suốt đời chỉ lo xử lý sự cố.

Tính toán tải trọng theo kiện hàng, không tính theo lon rỗng. Đây là sai lầm phổ biến nhất của người mua. Cảm biến tải và cơ cấu kẹp của máy xếp pallet được thiết kế để chịu tải theo đầy trọng lượng kiện hàng, chứ không phải trọng lượng lon. Một kiện nước sốt cà chua 400 g có trọng lượng tương đương một kiện đồ uống, nhưng cách xếp kiện và áp lực nén giữa các lớp lại hoàn toàn khác biệt. Hãy yêu cầu nhà cung cấp phân tích cấu hình pallet cụ thể của bạn, chứ không chỉ đường kính lon.

Chống đổ nghiêng và ổn định từng lớp. Các lon bột cà chua đã đầy có trọng tâm thấp hơn các lon đồ uống rỗng, nhưng các lớp dưới cùng bị nén vỡ dưới tải. Hãy tìm một thuật toán sắp xếp theo lớp có dạng thuôn dần và một kẹp hoặc càng nâng không làm móp màng bọc ngoài khi gắp.

Bắt tay PLC. Máy bạn mua hôm nay sẽ cần giao tiếp với máy đóng thùng mà bạn lắp đặt sau ba năm. Kiến trúc điều khiển dựa trên Siemens là lựa chọn mặc định thực tế — không phải vì Siemens vốn vượt trội hơn, mà vì mọi nhà tích hợp ở châu Á đều có thể bảo trì nó và linh kiện của nó có mặt ở khắp nơi.

Khả năng linh hoạt đa SKU. Các nhà máy sản xuất bột cà chua vận hành cùng một dây chuyền trong một năm cho các loại lon 70 g, 198 g, 400 g và 850 g. Nếu máy xếp palet cần kỹ thuật viên thay đổi bộ công cụ mỗi khi chuyển đổi SKU, thì máy sẽ dành phần lớn thời gian trong năm để chờ đợi trong quá trình chuyển đổi SKU. Các công cụ đầu cánh tay thay nhanh rất đáng giá.

Cách tiếp cận của Baoli đối với tự động hóa xếp palet

Công ty TNHH Công nghệ Hồ Bắc Bảo Lợi xây dựng thiết bị phụ trợ cho dây chuyền sản xuất lon ba mảnh — băng tải, lò nướng, hệ thống cấp tấm và bao bì cuối dây chuyền. Điều này rất quan trọng khi bạn mua máy xếp palet, bởi vì hiệu suất của máy xếp palet chỉ tốt bằng hiệu suất của băng tải cấp liệu cho nó.

Chúng tôi xác định kích thước máy gỡ palet, phần băng tải và máy xếp palet đồng bộ với nhau, dựa trên tốc độ thực tế của dây chuyền và diện tích chiếm chỗ của palet. Hệ thống điện điều khiển sử dụng PLC của Siemens kết hợp linh kiện Schneider; các bề mặt tiếp xúc với lon được làm từ thép không gỉ SUS304. Máy được thiết kế để tích hợp liền mạch với máy chiết rót và máy đóng thùng hiện có của bạn, chứ không bắt buộc bạn phải thay thế những thiết bị đó.

Đối với các nhà máy không thể ngừng dây chuyền để cải tạo toàn bộ, chúng tôi triển khai lắp đặt theo từng giai đoạn: lắp máy gỡ palet mới vào một cuối tuần, sau đó sáu tuần sau sẽ lắp máy xếp palet, và tiến hành vận hành thử nghiệm phù hợp với lịch sản xuất của bạn.

Điều này có ý nghĩa gì đối với các nhà máy đang lên kế hoạch tự động hóa trong vòng 1–2 năm tới

Hai bước thực tiễn.

Tự động hóa trước tiên tại điểm nghẽn, chứ không phải toàn bộ dây chuyền. Tại hầu hết các nhà máy sản xuất bột cà chua, việc tự động hóa công đoạn xếp palet mang lại thời gian hoàn vốn ngắn nhất. Đây là khâu có chi phí nhân công cao, rủi ro chấn thương thực tế và công nghệ tự động hóa đã chín muồi. Hãy đầu tư vốn vào khâu này trước khi tái thiết kế máy hàn.

Hãy chọn nhà cung cấp cam kết bảo trì dây chuyền trong năm năm tới, chứ không chỉ bán máy ngay hôm nay. Một máy xếp palet có bảo hành ba năm và bộ phận phụ tùng cách xa 2.000 km không rẻ hơn một máy đắt hơn nhưng có kỹ sư địa phương. Hãy yêu cầu nhà cung cấp cung cấp thông tin liên hệ của khách hàng tham khảo tại cùng khu vực trước khi yêu cầu báo giá.

Kết luận

Tự động hóa trong ngành thực phẩm đóng hộp tại châu Á không phải là câu chuyện của tương lai. Nó đang diễn ra ngay lúc này, từng trạm một, ngay trên sàn nhà máy. Đối với dây chuyền đóng hộp bột cà chua, trạm đầu tiên được tự động hóa thường là trạm mà công nhân đã ghét nhất.

Nếu bạn đang lên kế hoạch mở rộng dây chuyền hoặc nâng cấp phần cuối dây chuyền trong vòng 12 tháng tới, hãy gửi cho chúng tôi thông số kỹ thuật của lon, kích thước pallet và tốc độ dây chuyền hiện tại. Chúng tôi sẽ xác định chính xác điểm nghẽn và đề xuất loại máy xếp pallet hoặc máy gỡ pallet phù hợp nhất với bố trí dây chuyền của bạn.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa máy xếp pallet và máy gỡ pallet trong một dòng sản xuất hộp ?Máy xếp pallet đặt ở cuối dây chuyền và xếp sản phẩm đã đóng thùng xong lên pallet để vận chuyển. Máy gỡ pallet đặt ở đầu dây chuyền và dỡ các lon rỗng từ pallet nhập về để đưa vào máy chiết rót. Hai loại máy này giải quyết hai vấn đề trái ngược nhau, và một dây chuyền tự động hoàn toàn thường cần cả hai.

Tại sao việc xếp pallet cho lon tương cà chua lại khó hơn so với lon rỗng? Các hộp đựng bột cà chua đã đầy rất nặng và các pallet chứa chúng có trọng lượng gần một tấn. Các lớp ở đáy bị nén dưới tải trọng, do đó mẫu sắp xếp lớp và thiết bị gắn ở đầu cánh tay robot phải được thiết kế phù hợp với trọng lượng của các hộp đã đầy. Đối với dây chuyền xử lý hộp rỗng, có thể sử dụng thiết bị nhẹ hơn và rẻ hơn nhiều vì sản phẩm bên trong gần như không có trọng lượng.

Một nhà máy có thể tự động hóa công đoạn xếp pallet nhanh đến mức nào mà không làm gián đoạn sản xuất? Hầu hết các dự án cải tạo hệ thống xếp pallet hoặc dỡ pallet tại một trạm duy nhất đều được đưa vào vận hành trong vòng một hoặc hai cuối tuần, đồng thời phần băng tải xung quanh được lắp đặt song song. Còn việc xây dựng lại toàn bộ dây chuyền là một dự án khác biệt và thường được thực hiện theo từng giai đoạn trong vài tháng, linh hoạt điều chỉnh theo lịch sản xuất của quý vị.

Vui lòng xem video hoạt động từ kênh YouTube của chúng tôi:

https://youtube.com/shorts/9VK1H-jRQIA?is=CbzBVis2n2hQTjqd