Máy tạo khối bán tự động và máy tạo khối hoàn toàn tự động: Những khác biệt chính được giải thích

Làm thế nào Máy làm gạch bán tự động cách hoạt động và Đối tượng nên sử dụng

Định Nghĩa Về Máy Làm Gạch Bán Tự Động

Các máy tạo khối bán tự động kết hợp giữa lao động thủ công và tự động hóa máy móc để tăng hiệu suất sản xuất tại nhà máy. Các máy này thực hiện tự động những khâu quan trọng trong quy trình như trộn nguyên liệu, định hình khối và ép áp lực. Tuy nhiên, công nhân vẫn phải nạp nguyên liệu ban đầu và lấy ra các khối hoàn thiện sau khi rời dây chuyền. Điều khiến hệ thống này phổ biến là vị trí trung gian của nó giữa hai cực đoan: một bên là toàn bộ quy trình làm thủ công mất rất nhiều thời gian, và bên kia là các robot đắt tiền thực hiện toàn bộ công việc nhưng đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu rất cao.

Các Tính Năng Chính và Quy Trình Vận Hành của Hệ Thống Bán Tự Động

Hầu hết các máy này đều sử dụng áp lực thủy lực để giữ cho các khối gạch đặc và đồng đều, trong khi các dao động cơ học sẽ làm thoát các túi khí để đạt được kết quả nén tốt hơn. Nhiệm vụ của người vận hành bắt đầu bằng việc đưa nguyên liệu thô vào phễu nạp, sau đó ngồi chờ trong khi máy tự động thực hiện quá trình tạo hình và bắt đầu quá trình bảo dưỡng cho các khối gạch. Theo báo cáo từ Structures Insider năm ngoái, một máy bán tự động trung bình sản xuất khoảng 1500 khối gạch mỗi ngày. Con số này thực tế gấp đôi so với năng suất của phương pháp làm thủ công, vì vậy dễ hiểu tại sao nhiều doanh nghiệp lại chuyển đổi dù chi phí đầu tư ban đầu cao.

Mức Độ Tham Gia của Lao Động và Mức Độ Tự Động trong Sản Xuất Bán Tự Động

Máy móc đảm nhận tất cả những công việc nhàm chán, lặp đi lặp lại như nén và tháo khuôn, trong khi con người đảm nhận các công việc như chuẩn bị nguyên liệu, kiểm tra chất lượng và di chuyển palet. Ngày nay, chỉ cần 2 hoặc 3 người có thể vận hành một dây chuyền bán tự động, con số này ít hơn nhiều so với trước đây khi mọi việc đều được thực hiện thủ công bởi đội ngũ 5 đến 7 công nhân. Việc giảm số lượng nhân viên giúp tiết kiệm chi phí tiền lương, điều này thực sự hữu ích cho các cơ sở nhỏ bắt đầu hoạt động mà không cần đến các chương trình đào tạo tốn kém hay kiến thức chuyên môn về máy móc phức tạp.

Năng suất và hiệu suất tiêu biểu cho các dự án vừa và nhỏ

Với sản lượng hàng ngày dao động từ 800 đến 2.000 khối , các máy bán tự động phù hợp với nhu cầu xây dựng quy mô nhỏ và vừa như các khu nhà ở, cơ sở hạ tầng nông thôn hoặc các nhà thầu quản lý nhiều dự án. Ở quy mô này, các doanh nghiệp thường đạt được mức lợi nhuận đầu tư ban đầu trong vòng 12–18 tháng, hưởng lợi từ năng suất tăng cao mà không cần khoản đầu tư lớn như khi sử dụng máy hoàn toàn tự động.

Máy Tạo Khối Hoàn Toàn Tự Động: Thiết Kế, Hiệu Suất Và Ứng Dụng Công Nghiệp

Các Bộ Phận Chính Và Công Nghệ Tự Động Trong Máy Hoàn Toàn Tự Động

Các máy tạo khối hiện đại chủ yếu dựa vào các bộ điều khiển logic lập trình được, máy ép thủy lực và các bộ phận xử lý vật liệu đồng bộ để vận hành. Toàn bộ quá trình từ khi cấp nguyên liệu thô đến lúc xếp chồng sản phẩm cuối cùng hầu như không cần sự can thiệp của con người, thường dưới 1% theo như tuyên bố của nhà sản xuất. Các máy chất lượng tốt hơn được trang bị hệ thống PLC SIEMENS giúp người vận hành theo dõi hoạt động theo thời gian thực, phát hiện sự cố sớm và duy trì kiểm soát chặt chẽ về kích thước. Hầu hết các đơn vị công nghiệp có thể duy trì dung sai khoảng nửa milimét dương hoặc âm, điều này rất quan trọng khi đảm bảo tính nhất quán giữa hàng ngàn khối dùng cho các công trình xây dựng.

Hiệu suất sản xuất và khả năng sản xuất với số lượng lớn

Một máy tự động hoàn toàn có thể sản xuất lên đến 1.500 khối mỗi giờ (Structures Insider 2024), cho phép các nhà máy sản xuất hơn 108.000 khối bê tông tiêu chuẩn trong một ca làm việc 9 giờ. Con số này đại diện cho mức tăng trưởng 400–600% so với các hệ thống bán tự động và hỗ trợ các dự án cơ sở hạ tầng quy mô lớn đòi hỏi độ đồng nhất đạt chứng nhận ISO và tỷ lệ lỗi dưới 3,4 phần triệu đơn vị.

Hệ thống trộn và vận chuyển pa-lét tự động so với xử lý thủ công

Những máy này đi kèm với bộ trộn rung động, giúp trộn nguyên liệu đạt độ đồng nhất khoảng 98%, nghĩa là mỗi mẻ sản xuất ra đều có cường độ gần như giống nhau. Tay máy robot đảm nhiệm việc xếp chồng các khối bê tông thành phẩm với tốc độ ấn tượng - khoảng một khối cứ sau mỗi mười hai giây. Giờ đây, công nhân không còn phải thực hiện những công việc bốc vác nặng nhọc nữa. Tự động hóa thực sự mang lại điều gì? Trước hết, các công ty tiết kiệm được khoảng hai phần ba chi phí nhân công, đồng thời làm cho môi trường làm việc an toàn hơn cho tất cả mọi người. Phần lớn các nhân viên vận hành hiện nay dành thời gian để giám sát hoạt động và kiểm tra chất lượng sản phẩm thay vì phải trực tiếp làm các công việc nặng.

So sánh trực tiếp: Mức độ tự động hóa, Sản lượng và Yêu cầu nhân công

Cuộc đối đầu về năng suất: Số lượng khối sản xuất mỗi giờ của máy bán tự động và máy hoàn toàn tự động

Các máy bán tự động thường sản xuất khoảng từ 600 đến 800 viên gạch mỗi giờ vì công nhân phải tự nạp nguyên liệu và dừng lại thỉnh thoảng để kiểm tra chất lượng. Tuy nhiên, các hệ thống hoàn toàn tự động hoạt động khác biệt. Chúng vận hành liên tục mà không cần nạp liệu thủ công và được trang bị hệ thống điều khiển thông minh tự động điều chỉnh. Các hệ thống này có thể sản xuất từ 1800 đến 2400 viên gạch mỗi giờ. Khi chạy liên tục ngày đêm, các hệ thống bán tự động đạt mức khoảng 4000 đến 6000 viên gạch mỗi ngày. Trong khi đó, các dây chuyền tự động hoàn toàn đạt trên 15000 viên mỗi ngày. Điều này có nghĩa là các nhà máy sử dụng tự động hóa hoàn toàn có sản lượng gấp khoảng ba lần so với các hệ thống bán tự động tương ứng, tạo ra sự khác biệt lớn về năng lực sản xuất.

Vai trò của công nhân vận hành và nhu cầu nhân sự trong cả hai hệ thống

Việc vận hành các máy bán tự động thường đòi hỏi khoảng ba đến năm công nhân mỗi ca làm việc để thực hiện các công việc như bôi trơn khuôn, nạp nguyên liệu và xử lý quá trình lưu hóa. Khi các công ty chuyển sang hệ thống tự động hoàn toàn, họ cần ít nhân sự hơn rất nhiều, thường chỉ cần một hoặc hai kỹ thuật viên giám sát các bảng điều khiển màn hình cảm ứng lớn và xử lý các cảnh báo phát sinh từ máy móc. Một nghiên cứu gần đây về xu hướng tự động hóa trong ngành sản xuất vào năm 2023 đã phát hiện ra một điều thú vị: gần bảy trong số mười nhà sản xuất đã chuyển các đội máy bán tự động cũ sang làm việc trong các vị trí kiểm soát chất lượng sau khi chuyển đổi hoàn toàn sang các giải pháp tự động hóa.

Yêu cầu kỹ năng và đào tạo dành cho công nhân vận hành máy móc

Những người làm việc với máy bán tự động thực sự được lợi khi họ trực tiếp tham gia vào các quy trình bảo dưỡng khối bê tông và biết cách thực hiện các công việc bảo trì cơ bản. Hầu hết mọi người cần khoảng 20 đến 30 giờ đào tạo để nắm bắt được các kỹ năng này. Tuy nhiên, khi nói đến hệ thống hoàn toàn tự động, trình độ kỹ thuật yêu cầu cao hơn đáng kể. Người vận hành cần làm quen với các vấn đề như lập trình PLC và phân tích các điểm dữ liệu đầu vào. Những hệ thống này thường đòi hỏi ít nhất hơn 50 giờ học lý thuyết kết hợp thực hành bài bản trước khi người vận hành sẵn sàng làm việc hiệu quả. Và bất kể máy là bán tự động hay hoàn toàn tự động, tất cả mọi người đều phải tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn ASTM C90 khi thực hiện các bài kiểm tra nén trong quá trình sản xuất bình thường. Việc tuân thủ là bắt buộc nếu các công ty muốn sản phẩm của mình đáp ứng các kỳ vọng của ngành.

Phân tích chi phí và tỷ suất sinh lời: Tự động hóa hoàn toàn có đáng không?

Giá cả ban đầu và Chi phí phát sinh: Bán tự động so với Tự động hoàn toàn

Máy bán tự động có giá từ $25,000–$50,000, thấp hơn 35–60% so với các mẫu tự động hoàn toàn, dao động từ $80,000 đến $150,000. Trong khi các hệ thống bán tự động cần 3–5 công nhân mỗi ca, các hệ thống tự động có thể vận hành hiệu quả chỉ với 1–2 kỹ thuật viên. Mặc dù tiêu thụ nhiều hơn 18% điện năng, máy tự động hoàn toàn lại mang lại sản lượng cao hơn gấp 2.5 lần trên mỗi kilowatt giờ, cải thiện hiệu quả năng lượng khi sản xuất quy mô lớn (Báo cáo Tự động hóa Xây dựng Toàn cầu 2023).

Bảo trì, Tiêu thụ năng lượng và Chi phí vận hành dài hạn

Chi phí bảo trì hàng năm cho các hệ thống hoàn toàn tự động là khoảng 4 đến 6 phần trăm so với chi phí ban đầu, trong khi các đơn vị bán tự động chỉ cần khoảng 2 đến 3 phần trăm chi phí bảo trì mỗi năm. Mặt khác, những hệ thống tự động này thực sự giảm thiểu chất thải vật liệu khá nhiều, khoảng 40% nhờ vào tính năng liều lượng chính xác của chúng. Khi nói đến việc sử dụng năng lượng, các cơ sở tự động thường tiêu thụ khoảng 15 kilowatt mỗi giờ so với chỉ 9 cho các phiên bản bán tự động. Nhưng có một vấn đề đáng đề cập ở đây. Các hệ thống tự động hiện đại thường được trang bị công nghệ phục hồi năng lượng, có thể bù đắp khoảng 22% sự khác biệt năng lượng.

Lịch trình thu nhập và ROI cho các quy mô kinh doanh khác nhau

Các nhà sản xuất quy mô lớn thường thu hồi được chi phí tự động hóa trong vòng 18–24 tháng nhờ tận dụng khả năng sản xuất 24/7. Các doanh nghiệp nhỏ hơn sử dụng máy bán tự động thường thu được ROI trong vòng 2–3 năm. Báo cáo Chỉ số ROI Công nghệ Xây dựng 2024 cho biết tỷ lệ hoàn vốn trung bình trong năm năm đối với các hệ thống hoàn toàn tự động là 210%, so với mức 140% của các phương án bán tự động.

Lựa chọn Máy móc Phù hợp với Quy mô Doanh nghiệp và Mục tiêu Sản xuất

Lựa chọn Loại máy Phù hợp với Khối lượng Dự án và Kế hoạch Tăng trưởng

Khi nói đến sản xuất block, các máy bán tự động hoạt động tốt nhất đối với các cơ sở sản xuất khoảng 10 nghìn block mỗi ngày. Những hệ thống này được thiết kế theo kiểu mô-đun, cho phép các doanh nghiệp mở rộng quy mô dần dần khi cần thiết. Ví dụ, một công ty nhỏ đang tăng trưởng khoảng 20 phần trăm mỗi năm có thể bắt đầu với hệ thống sản xuất 800 block mỗi giờ, sau đó chỉ cần thay đổi một số khuôn và bộ cấp liệu sau này khi họ cần đạt mức 1200 block mỗi giờ, thay vì phải mua toàn bộ thiết bị mới. Tạp chí Construction Tech Review từng đề cập đến điều tương tự vào năm 2023. Ngược lại, các cơ sở lớn hơn sản xuất trên 25 nghìn block mỗi ngày thường đạt hiệu quả cao hơn với các hệ thống hoàn toàn tự động. Những hệ thống tiên tiến này bao gồm các thiết bị như bộ đổi pallet tự động và các đơn vị trộn điều khiển PLC giúp xử lý mọi thứ một cách chính xác.

Sự đánh đổi giữa hiệu suất và chi phí cho các công ty khởi nghiệp, doanh nghiệp vừa và nhỏ, cũng như các nhà sản xuất lớn

Nhiều công ty khởi nghiệp chọn máy bán tự động vì chi phí ban đầu thấp hơn, khoảng từ 18 nghìn đến 35 nghìn đô la, mặc dù những thiết bị này cần đến ba hoặc bốn người vận hành cùng lúc. Đối với các nhà sản xuất vừa, việc lựa chọn giữa các phương án thực sự là một quyết định khó khăn. Theo dữ liệu ngành từ năm ngoái, thiết bị bán tự động tiết kiệm khoảng 40 phần trăm chi phí lao động so với việc thực hiện hoàn toàn thủ công. Tuy nhiên, nếu họ vận hành hệ thống tám giờ hoặc hơn mỗi ngày, thì việc sử dụng hệ thống hoàn toàn tự động thực sự giúp giảm chi phí năng lượng trên mỗi khối sản phẩm từ 2 đến 4 xu. Các nhà sản xuất lớn có thể chi từ 120 nghìn đến 250 nghìn đô la cho các hệ thống tự động hóa hoàn chỉnh. Họ có khả năng chi trả vì máy móc của họ hoạt động không ngừng và chỉ gây lãng phí khoảng sáu phần trăm nguyên vật liệu trong quá trình sản xuất. Những công ty này nhìn thấy các khoản tiết kiệm dài hạn bất chấp khoản đầu tư ban đầu rất lớn cần phải bỏ ra.

Câu hỏi thường gặp

Máy tạo gạch bán tự động là gì?

Máy tạo khối bán tự động kết hợp giữa lao động thủ công và tự động hóa để sản xuất các khối xây dựng. Máy thực hiện tự động các công đoạn trộn, tạo hình và nén, trong khi người công nhân tham gia vào việc cấp nguyên liệu và lấy các khối đã hoàn thành.

Hiệu suất của máy bán tự động so với máy hoàn toàn tự động như thế nào?

Máy bán tự động thường sản xuất được từ 600-800 khối mỗi giờ, trong khi máy hoàn toàn tự động có thể sản xuất từ 1.800-2.400 khối mỗi giờ nhờ hoạt động liên tục và tự điều chỉnh.

Sự khác biệt về chi phí giữa máy bán tự động và máy hoàn toàn tự động là gì?

Máy bán tự động có giá từ $25.000 đến $50.000, trong khi máy hoàn toàn tự động có giá dao động từ $80.000 đến $150.000. Mặc dù chi phí ban đầu cao hơn, nhưng hệ thống tự động hoàn toàn mang lại hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhân công lớn hơn.

Ai nên sử dụng máy tạo khối bán tự động?

Máy bán tự động rất lý tưởng cho các hoạt động quy mô nhỏ đến trung bình với nhu cầu sản xuất lên đến 10.000 khối mỗi ngày. Chúng cho phép mở rộng quy mô dần dần và đầu tư ban đầu thấp hơn so với các hệ thống hoàn toàn tự động.