Tác giả: Quirin Kraus, Deverin Kraus & Harry Staeglich, Công ty Sachtleben Technology GmbH
Đăng trên Tạp chí Global Cement Magazine số tháng 6/2024, Tr.22-24
Người dịch: Nguyễn Thị Kim Lan.
Owl Eye® là một hệ thống cải tiến dành cho đo lường và quản lý khối lượng theo thời gian thực các kho chứa nguyên vật liệu rắn lớn với độ chính xác >98%. Hệ thống này giảm bớt chi phí, tránh được việc tồn trữ liệu quá mức và thúc đẩy việc sử dụng hiệu quả các nguyên liệu thô và, cuối cùng là, nâng cao hiệu suất quá trình.
Hệ thống Giám sát Owl Eye® đã được phát triển cho sử dụng trong ngành công nghiệp chất rắn số lượng lớn, bao gồm cả ngành sản xuất xi măng. Hệ thống mang lại một giải pháp duy nhất cho đo lường khối lượng và quản lý số các kho chứa liệu rắn lớn. Nó khiến cho việc tồn trữ thực hiện chính xác và quản lý hiệu quả các nguyên liệu, dẫn đến những cải thiện trong quá trình sản xuất và giảm bớt chi phí vận hành.
Hệ thống này mang lại một số lợi ích cho người vận hành các kho chứa nguyên vật liệu rắn lớn. Hệ thống giúp giảm bớt chi phí vì nó tránh được việc tồn trữ quá mức và hỗ trợ sử dụng hiệu quả các nguyên liệu. Nền táng số của hệ thống tạo điều kiện thuận lợi cho sự hợp tác và trao đổi thông tin giữa các phòng ban khác nhau của công ty và các cơ sở hoạt động. Dữ liệu được lưu trữ trong nền tảng số Owl Eye và có thể được truy xuất bất cứ lúc nào trên máy tính hoặc thiết bị di động. Có một bảng điều khiển cải tiến và một giao diện web thân thiện với người sử dụng.
Độ chính xác nhờ phần cứng độc lập
Hệ thống Đo lường Owl Eye sử dụng công nghệ dò và định vị ánh sáng (LiDAR) mà đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong những năm gần đây. Công nghệ này xác định khoảng cách bằng cách chiếu tia laze vào đối tượng và đo thời gian ánh sáng phản xạ quay trở lại thiết bị thu nhận. Các bộ cảm biến LiDAR cho phép hoàn thành các phép đo khối lượng/thể tích với độ chính xác và tốc độ cao, mang lại sự cải thiện đáng kể về hiệu suất trong công tác quản lý các kho chứa nguyên vật liệu rắn lớn.
Một vấn đề quan trọng đặt ra ở đây là liệu có phải phụ thuộc vào một nhà chế tạo bộ cảm biến riêng lẻ hay chỉ cần lựa chọn phần mềm độc lập. Ưu điểm của việc sử dụng phần mềm bất khả tri của bộ cảm biến đó là các bộ cảm biến tốt nhất có sẵn trên thị trường có thể lựa chọn mà không phụ thuộc vào bất kỳ nhà chế tạo/sản xuất cụ thể nào. Hơn nữa, sự phát triển nhanh chóng hiện nay các phần mềm cần thiết cho đo khối lượng liệu rắn lớn mang lại độ linh hoạt và khả năng đáp ứng lớn hơn các yêu cầu cụ thể của khách hàng. Do đó, giải pháp này có thể được tùy chỉnh riêng theo các nhu cầu và các trường hợp của mỗi cơ sở để đảm bảo đạt được hiệu suất và độ chính xác tối đa.
Công ty Sachtleben Technology tuyển dụng các chuyên gia về kỹ thuật cảm biến và đã thực hiện phân tích điểm định chuẩn sâu rộng để xác định và bán các bộ cảm biến tốt nhất trên thị trường. Phân tích đã tính toán một số lượng lớn các yếu tố, bao gồm cả độ chính xác, khả năng tin cậy, các giao diện và khả năng tích hợp, cũng như tỷ lệ giá bán – hiệu suất. Điều quan trọng cần phải biết đó là có những sự khác biệt đáng kể về chất lượng bộ cảm biến, mà có thể có tác động trực tiếp tới hiệu suất và độ tin cậy. Với việc áp dụng các bộ cảm biến tốt nhất có sẵn sẽ đạt được độ chính xác cao hơn là yếu tố cực kỳ quan trọng trong các ứng dụng nhu đo lường các khối lượng/thể tích vật liệu rắn lớn bằng LiDAR.
Kho chứa kỹ thuật số
Thông qua kết nối các hoạt động tương tự trong kho chứa bằng cách quản lý dữ liệu số, và phân tích bằng Owl Eye, người sử dụng có thể tận dụng các chức năng phân tích tạo ra giá trị cho lượng hàng tồn trữ hiệu quả hơn. Một ví dụ thực tế cho thấy các chức năng này có thể được sử dụng ra sao. Giả sử nhà máy xi măng của bạn có một kho chứa ngoài trời có mái che để chứa nhiên liệu có nguồn gốc từ rác thải (RDF) đưa tới. Điều này có thể thay đổi chút ít về tỷ trọng, cỡ hạt và hàm lượng độ ẩm. Điều quan trọng là phải biết không gian chứa có sẵn cho nguyên liệu đưa tới là bao nhiêu. Nếu không có những thông tin này, sẽ có nguy cơ RDF sẽ phải lưu chứa ở ngoài trời. Điều này không hề được mong muốn ở những vùng nhiệt đới hoặc ôn đới có nhiều mưa, vì RDF ướt sẽ phải được hoặc sấy khô hoặc sẽ gây ảnh hưởng tới hiệu suất vì lượng nước dư thừa phải được xử lý đưa ra khỏi lò.
Với Owl Eye®, bất kỳ thông tin nào đều có thể được nhập vào kho chứa 3D. Với mục đích này, một thuật toán được sử dụng sẽ chia nhỏ kho chứa thành các khối nhỏ. Mỗi khối có thể được gắn thẻ với thông tin riêng hoặc trong các nhóm. Kho chứa có thể được gắn thẻ với nhãn thời gian hoặc bất kỳ thông tin nào khác. Điều này có nghĩa là người sử dụng có thể ngay lập tức nhìn thấy vị trí của bất kỳ nguyên vật liệu đã nói đến và có sẵn là bao nhiêu. Phần mềm cũng xác định một cách đáng tin cậy khi nào cần bổ sung thêm nguyên vật liệu mới, và dán nhãn cho nó là ‘mới’. Thông tin tương ứng đó là ví dụ sau đó được chỉ định cho vùng mới, mà nguyên vật liệu vẫn chưa được lấy mẫu. Ngay khi mẫu được lấy và phân tích, các thông tin liên quan có thể được nhập vào hệ thống. Đó thường có thể là những lượng thông tin được lưu trữ riêng hoặc thậm chí hiển thị các hạng mục thông tin riêng lẻ từ giữa kho chứa trong khi ẩn đi các thông tin khác.
Tối ưu hóa quá trình sản xuất
Hệ thống Owl Eye không chỉ là công cụ cho quản lý và phân tích kho chứa, mà còn là các lĩnh vực khác như tối ưu hóa quá trình sản xuất. Vì nó cung cấp các thông tin theo thời gian thực về các mức lưu trữ, nó giúp người sử dụng tránh được các nút thắt cổ chai, nâng cao năng suất và hiệu suất của toàn bộ quá trình sản xuất. Nó mang lại khả năng tồn trữ nguyên vật liệu hiệu quả dựa vào các chức năng phân tích giá trị, tránh được những thất thoát về chất lượng và thất thoát về tài chính nhờ giám sát tốt hơn các mức lưu trữ nguyên vật liệu; Nâng cao khả năng kiểm soát chất lượng dựa vào khả năng dàng lưu trữ và truy xuất dễ dàng các dữ liệu về mẫu trong kho chứa 3D.
Chương trình đo lường linh hoạt
Owl Eye cũng có thể đo khối lượng nguyên vật liệu trên các xe tải tự đổ tải trọng lớn. Một ứng dụng tiềm năng đầy thú vị là điểm định chuẩn các xe tải tự đổ khác nhau dựa vào khối lượng và mức tiêu thụ nhiên liệu, như đã thực hiện mới đây tại một nhà máy đá dăm.
Trong trường hợp này, Owl Eye đã được lắp đặt tại một công trình máy đập nghiền và mỗi lần giao hàng lên xe tải hoặc xe tải trọng lớn được đo trong một khoảng thời gian nhất định. Các phương tiện khác nhau được lưu trữ trong phần mềm với thùng chứa tự đổ được quét khi rỗng để đạt được kết quả tin cậy. Khối lượng giữa các lần đo khi thùng chứa rỗng và đầy đã được tính toán tự động và tổng hợp trong một bản báo cáo. Phân tích dữ liệu khối lượng thu được có thể giúp giảm bớt chi phí vận hành và nâng cao hiệu suất. Người sử dụng có thể tính toán và so sánh mức tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi đơn vị khối lượng/thể tích cho các xe tải tự đổ khác nhau để có thể lựa chọn được các phương tiện hiệu quả về chi phí nhất.
Các công cụ số tối đa hóa các cơ hội
Một lợi thế quan trọng nữa của việc lưu trữ số chính là tính khách quan hóa của các dữ liệu lưu trữ. Thường thì các dữ liệu lưu trữ được những người có nhiều năm kinh nghiệm quản lý. Họ đã xây dựng và hoàn thiện kiến thức cũng như kỹ năng của mình trong nhiều năm. Điều này cho thấy một nguồn tài nguyên lớn cho công ty, nhưng cũng mang đến rủi ro cho công ty là trở nên phụ thuộc vào chuyên môn của một người vận hành duy nhất.
Các công cụ số, ví dụ các hệ thống kiểm kê kho hàng được tự động hóa hoặc phần mềm quản lý kho hàng, cho phép các công ty sử dụng kiến thức và chuyên môn của các nhân viên có kinh nghiệm của mình, đồng thời giảm bớt sự phụ thuộc vào một người vận hành duy nhất. Số hóa khiến cho có thể chuẩn hóa các thủ tục và các quy trình làm tăng hiệu suất và độ linh hoạt trong các hoạt động lưu trữ hàng hóa. Ngoài ra, với các hệ thống kiểm kê kho hàng được số hóa, có thể tiết kiệm được các chi phí trong dài hạn vì các quá trình được tự động hóa tiết kiệm thời gian và gây ra ít nguồn lỗi hơn so với các quy trình thủ công.
Xử lý bụi
Để đảm bảo rằng hệ thống giám sát Owl Eye thực hiện chức năng một cách đáng tin cậy trong mọi điều kiện môi trường, Sachtleben Technology cung cấp các thử nghiệm buồng hút bụi riêng lẻ. Ở đây, hệ thống làm sạch đáp ứng với các yêu cầu cụ thể của khách hàng và các nguyên vật liệu mà hệ thống phải xử lý. Trong các thử nghiệm này, nguyên vật liệu được đưa vào trong một buồng hút bụi đặc biệt và các bộ cảm biến của hệ thống Owl Eye sẽ tiếp xúc với nó. Khi đó, hệ thống làm sạch được thử nghiệm nhằm đảm bảo rằng hệ thống làm việc hiệu quả và tin cậy để các bộ cảm biến luôn sạch sẽ. Với các thử nghiệm buồng hút bụi riêng lẻ này, Sachtleben có thể đảm bảo rằng khách hàng của mình sẽ thu được lợi nhuận tối ưu từ hệ thống giám sát Owl Eye trong mọi điều kiện môi trường và với mọi loại nguyên vật liệu. Các thử nghiệm buồng hút bụi cũng mang lại khả năng tuyệt vời cho thử nghiệm về hiệu suất và, khi cần thiết, tối ưu hóa các phương pháp làm sạch để đạt được hiệu quả làm sạch tốt nhất có thể.
Dấu chân CO2
Quản lý kho hàng tồn trữ không chính xác cũng có thể gây ảnh hưởng đáng kể tới dấu chân CO2 trong chuỗi cung ứng. Trải qua mỗi năm, mực nước sông Rhine ở Đức đã giảm xuống gần như cạn kiệt vì vậy nguyên liệu thô phải được vận chuyển bằng xe tải chứ không phải bằng xà lan. Kết quả theo quan điểm sinh thái: dấu chân CO2 tăng từ 34g/t/km khi vận chuyển bằng xà lan lên 59g/t/km khi vận chuyển bằng xe tải, nghĩa là tăng gần 75%. Với hệ thống Owl Eye, người điều hành có thể giảm bớt các loại tình huống này bằng cách chuyển ‘lượng hàng tồn trữ dư thừa’ đi khi mực nước đang cao.
Kết hợp các nguồn dữ liệu khác
Hệ thống Owl Eye cung cấp một loạt các chức năng nhằm cải thiện việc quản lý và phân tích các nguyên vật liệu. Một sức mạnh đặc biệt của hệ thống đó là hệ thống có thể nhập vào các dữ liệu từ các hệ thống bên ngoài như các máy bay không người lái, quản lý nó và đánh giá nó một cách tự động. Với hệ thống này, thông tin có thể được đối chiếu so sánh từ các nguồn khác nhau để mang lại bức tranh toàn diện về các quá trình tồn trữ hoặc sản xuất. Hơn nữa, nó có thể phát ra các cảnh báo bằng email khi các giá trị không đạt được hoặc vượt quá các ngưỡng nhất định hoặc hoặc khi một số điều kiện hợp lý nhất định bị vi phạm. Điều này cho phép những người chịu trách nhiệm phản ứng nhanh chóng với mọi thay đổi trong quy trình và tránh được các vấn đề tiềm ẩn.
Thực tế, các yêu cầu nói đến ở trên có nghĩa là một quá trình hệ thống giám sát Owl Eye được thiết kế cụ thể và rất chi tiết. Quá trình này bao gồm 6 bước sau: Trong bước quét, kho chứa hàng hiện tại được quét bằng máy quét tia laze ở dạng 3D và sau đó ở bước tiếp theo đánh giá bằng phần mềm chuyên dụng. Trong bước mô phỏng, chủng loại, vị trí và số lượng các bộ cảm biến được xác định. Tuy nhiên, thiết kế lắp đặt được xác định đảm bảo phạm vi quét tối ưu của nguyên vật liệu rắn số lượng lớn. Sau khi thảo luận và thực hiện bất kỳ sửa đổi nào để đáp ứng (thường nhiều hơn) các yêu cầu của khách hàng, hệ thống giám sát Owl Eye được lắp đặt và thiết lập cấu hình. Bên cạnh việc điều chỉnh phần cứng, bước cuối cùng này bao gồm đào tạo và tinh chỉnh để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của người sử dụng.
Tóm lại
Các hệ thống quản lý kho chứa dựa vào LiDAR, bao gồm cả Hệ thống Giám sát Owl Eye, mang lại một số ưu thế về quá trình, chi phí và vận hành cho các nhân viên vận hành nhà máy xi măng, bao gồm cả việc giảm bớt các chi phí, giảm bớt lượng khí phát thải CO2, ít nút thắt cổ chai hơn và dòng liệu vận chuyển xung quanh nhà máy diễn ra suôn sẻ hơn.
