Dệt may và da giày sử dụng rất nhiều lao động, nên về lý thuyết là ứng viên hàng đầu cho tự động hoá. Trong thực tế, đây lại là một trong những ngành khó nhất, và lý do nằm ở bản chất vật liệu.
Vì sao vải là bài toán khó
Một tấm kim loại có hình dạng cố định; ta biết trước nó trông thế nào sau khi gắp. Một mảnh vải thì không.
Vải biến dạng khi chạm vào, đổ theo trọng lực khi nhấc lên, dính vào nhau khi xếp chồng, và co giãn khác nhau theo hướng sợi. Mọi kế hoạch tính trước đều mất hiệu lực ngay khi tay kẹp chạm vào.
Riêng việc tách một lớp vải khỏi chồng vải đã là một bài toán kỹ thuật, vì lực tĩnh điện và ma sát khiến các lớp bám nhau.
Chưa kể khâu ráp: hai mảnh vải phải khớp mép trong khi cả hai đều mềm và đang thay đổi hình dạng.
Những khâu robot đã làm tốt
Dù khó, vẫn có những khâu tự động hoá hiệu quả, và chúng có một điểm chung: vật liệu đang ở trạng thái phẳng và được giữ cố định.
- Trải và cắt: máy trải vải và máy cắt tự động đã phổ biến, robot bổ sung ở khâu lấy chi tiết đã cắt ra khỏi bàn.
- Đánh dấu và in lên chi tiết phẳng.
- Phun keo và xử lý bề mặt trong sản xuất giày, nơi robot bám theo biên dạng ba chiều chính xác hơn tay người và tiết kiệm vật liệu.
- Đóng gói cuối chuyền, khi sản phẩm đã thành hình và ổn định.
Khâu phun keo trong ngành giày là ví dụ đáng chú ý: nó vừa cải thiện chất lượng vừa giảm tiếp xúc của công nhân với dung môi.
Kỹ thuật gắp vật liệu mềm
Vài hướng đang được dùng, mỗi hướng hợp với một loại vật liệu.
Kim châm: các kim nhỏ đâm xiên vào lớp trên cùng rồi nhấc lên. Hiệu quả với vải dày, để lại vết châm nhỏ nên không dùng cho vải mỏng cao cấp.
Ma sát định hướng: bề mặt tiếp xúc có cấu trúc cho phép trượt theo một chiều và bám theo chiều kia, dùng để tách lớp trên khỏi chồng vải.
Giác hút kết hợp thổi khí: thổi tách lớp rồi hút giữ lớp trên cùng.
Điểm chung của các hướng này: chúng giải bài toán tách một lớp, chứ chưa giải được bài toán ráp hai mảnh vải mềm với nhau — khâu chiếm phần lớn lao động trong xưởng may.
Điểm vào hợp lý cho nhà máy
Với đặc thù ngành, chiến lược tự động hoá toàn phần hiếm khi khả thi. Chiến lược từng khâu thì có.
Ưu tiên theo thứ tự: khâu nặng nhọc hoặc độc hại trước, vì lợi ích không chỉ tính bằng năng suất; khâu đầu và cuối chuyền, nơi vật liệu phẳng hoặc sản phẩm đã thành hình; khâu vận chuyển nội bộ giữa các công đoạn, vốn chiếm nhiều thời gian mà không tạo giá trị.
Khâu may ráp nên để sau cùng, và nên theo dõi công nghệ thay vì đầu tư sớm.
Đo lợi ích cho đúng
Trong ngành thâm dụng lao động, phép tính hoàn vốn dễ bị làm sai theo hai hướng.
Đánh giá thấp khi chỉ tính tiền lương tiết kiệm được. Còn có chất lượng đồng đều hơn, tiết kiệm vật liệu, giảm chấn thương nghề nghiệp, và khả năng đáp ứng đơn hàng gấp.
Đánh giá cao khi giả định robot chạy đủ ca như người. Trong thực tế, thời gian đổi mã hàng có thể rất lớn vì ngành này đổi mẫu liên tục.
Vì vậy nên tính hoàn vốn dựa trên số giờ chạy thực tế dự kiến, có trừ thời gian chuyển đổi, và nên chọn thiết bị mà việc chuyển đổi mẫu càng nhanh càng tốt.
Câu hỏi thường gặp
Robot có thay được công nhân may không?
Ở khâu may ráp thì hiện tại chưa, vì thao tác với hai mảnh vải mềm cùng lúc vẫn ngoài khả năng của thiết bị thương mại. Các khâu chuẩn bị, xử lý bề mặt, vận chuyển và đóng gói thì đã tự động hoá được ở nhiều mức độ.
Đầu tư robot trong ngành giày nên bắt đầu từ đâu?
Khâu phun keo và xử lý bề mặt thường là điểm vào tốt: cải thiện chất lượng, tiết kiệm vật liệu và giảm phơi nhiễm dung môi cho công nhân. Đây cũng là khâu có biên dạng ổn định đủ để robot bám theo.
Máy cắt tự động có được coi là robot không?
Theo cách phân loại thông dụng thì nó là máy công cụ chuyên dụng chứ không phải robot, dù cũng lập trình được và có nhiều trục. Điều này ảnh hưởng tới bộ tiêu chuẩn an toàn áp dụng, nên cần xác định đúng khi làm hồ sơ.
Thời gian đổi mã hàng ảnh hưởng thế nào tới hiệu quả?
Rất lớn trong ngành này, vì đơn hàng thường nhỏ và đổi liên tục. Một trạm có nhịp cao nhưng mất nhiều giờ để chuyển đổi có thể cho sản lượng thực tế thấp hơn một trạm chậm hơn nhưng đổi mẫu trong vài phút.
Đọc thêm trong Tiêu chuẩn & an toàn và Lộ trình học & nghề nghiệp.