Giải pháp kiến trúc kho linh hoạt trong khu công nghiệp Quang Minh

Nhóm sinh viên thực hiện: Vũ Hương Quỳnh – Lớp 22K6; Nguyễn Thảo Linh – Lớp 22K6; Nguyễn Thảo Phương – Lớp 22K6; Hà Hoàng Minh – Lớp 22K6; Bùi Quang Phúc – Lớp 22K6

Giảng viên hướng dẫn: TS.KTS.Trần Quang Huy

1. Đặt vấn đề

Trong bối cảnh toàn cầu hóa và chuyển dịch chuỗi cung ứng sau đại dịch, các khu công nghiệp (KCN) tại Việt Nam đang đứng trước áp lực phải nâng cấp hạ tầng logistics và kho vận để thu hút đầu tư và tăng cường năng lực cạnh tranh. Kho công nghiệp không chỉ là không gian lưu trữ đơn thuần mà còn là mắt xích quan trọng kết nối sản xuất – phân phối – tiêu dùng. KCN Quang Minh, với vị trí chiến lược tại cửa ngõ phía Bắc Hà Nội, là nơi tập trung nhiều doanh nghiệp vừa và nhỏ. Tuy nhiên, hệ thống kho tại đây đang tồn tại hàng loạt bất cập về cấu trúc, tổ chức không gian, vận hành và khả năng mở rộng. Trong khi đó, trên thế giới, mô hình kho linh hoạt (flexible warehouse) đã trở thành một xu thế tất yếu, đặc biệt trong bối cảnh sản xuất vừa – nhanh – linh hoạt (just-in-time production). Đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiện trạng, phân tích nhu cầu và đề xuất một mô hình thiết kế kiến trúc kho linh hoạt phù hợp với điều kiện thực tiễn tại KCN Quang Minh, từ đó đưa ra giải pháp mang tính khả thi cao cho việc nâng cấp và xây mới kho công nghiệp tại Việt Nam.

2. Thực trạng vấn đề nghiên cứu

Qua khảo sát và phân tích thực địa tại KCN Quang Minh, nhóm nghiên cứu nhận thấy đa số kho hiện có được xây dựng trước năm 2015, chủ yếu sử dụng kết cấu bê tông cốt thép truyền thống hoặc khung thép nhẹ nhưng không có tính module. Các kho thường có kích thước và hình khối không đồng nhất, thiếu quy hoạch hợp lý, gây cản trở trong việc bố trí dây chuyền vận hành nội bộ như xuất – nhập hàng, phân loại, lưu trữ cao tầng. Hệ thống thông gió, chiếu sáng, phòng cháy chữa cháy (PCCC) và kiểm soát môi trường trong nhiều kho chưa đạt chuẩn, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả vận hành cũng như sức khỏe người lao động. Nhiều doanh nghiệp không có đủ nguồn lực để xây mới kho nên buộc phải thuê kho cũ, điều này dẫn đến nguy cơ tiềm ẩn về tai nạn lao động, hao hụt hàng hóa và chi phí vận hành cao. Hơn 63% doanh nghiệp tham gia khảo sát đồng ý rằng việc thiếu linh hoạt trong kiến trúc kho ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và hiệu quả logistics. Thực trạng trên đặt ra yêu cầu cấp thiết về một mô hình kho có khả năng mở rộng, tổ chức không gian tối ưu, dễ lắp đặt – tháo dỡ – cải tạo và phù hợp với nhiều quy mô doanh nghiệp khác nhau.

3. Cơ sở nghiên cứu

Đề tài dựa trên nền tảng lý thuyết về mô hình kho module hóa và các tiêu chuẩn thiết kế kho công nghiệp hiện hành trong nước và quốc tế như TCVN 4317:1986, QCVN 01:2021/BXD, ISO 6780. Lý thuyết về tổ chức không gian module trong kiến trúc công nghiệp giúp nâng cao tính linh hoạt, khả năng nhân rộng và hiệu quả đầu tư. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu tham khảo các mô hình kho thông minh tại Nhật Bản, Đức và Singapore, nơi áp dụng hệ thống điều phối tự động (WMS), thẻ từ nhận diện hàng hóa (RFID), xe tự hành (AGV) và cảm biến IoT để kiểm soát môi trường. Về phương pháp, đề tài sử dụng cách tiếp cận tổng hợp gồm: phân tích hiện trạng bằng khảo sát thực địa, phỏng vấn chuyên gia và doanh nghiệp; mô phỏng kiến trúc kho module 9x18m bằng phần mềm Revit và SketchUp; và đánh giá hiệu quả thông qua chỉ tiêu chi phí – thời gian – hiệu suất lưu trữ.

4. Giải pháp nghiên cứu

Giải pháp trọng tâm là thiết kế mô hình kho module có kích thước 9×18m – một tỷ lệ tối ưu vừa đủ cho lưu trữ pallet công nghiệp, vừa đảm bảo kết cấu bền vững. Kết cấu chính sử dụng khung thép Zamil nhịp lớn không cột giữa, cho phép linh hoạt sắp xếp giá kệ và máy móc. Bao che tường bằng panel PU/EPS vừa cách nhiệt tốt, vừa nhẹ, dễ tháo lắp, thích hợp cả với xây mới và cải tạo. Tổ chức không gian mặt bằng chia thành các layout chữ I – tuyến tính; chữ U – đóng kín; chữ L – gấp khúc; giúp linh hoạt theo thế đất. Các khu vực chức năng gồm: khu tiếp nhận hàng, khu lưu trữ cao tầng, khu đóng gói – phân loại và khu xuất hàng – vận chuyển. Đề tài xây dựng 2 phương án thiết kế thử nghiệm tại lô 49D và lô 18 trong KCN Quang Minh, mô phỏng hoàn chỉnh quy trình vận hành và mở rộng. Kết quả cho thấy mô hình module giúp giảm 20–25% chi phí đầu tư ban đầu, rút ngắn 30-40% thời gian thi công, đồng thời dễ nâng cấp khi tăng quy mô sản xuất. Ngoài ra, tính khả thi trong việc ứng dụng cho cả kho độc lập và kho gắn liền nhà máy cũng được xác nhận thông qua phỏng vấn doanh nghiệp và chuyên gia.

5. Kết luận - Kiến nghị

Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình kho module linh hoạt là giải pháp khả thi, phù hợp với điều kiện của doanh nghiệp trong KCN Quang Minh nói riêng và tại Việt Nam nói chung. Mô hình này vừa đáp ứng yêu cầu về tiết kiệm chi phí, hiệu quả sử dụng không gian, lại dễ dàng nâng cấp – mở rộng. Nhóm nghiên cứu kiến nghị cần có một bộ tiêu chuẩn thiết kế riêng cho kho module hóa, thúc đẩy chính sách hỗ trợ doanh nghiệp trong cải tạo kho cũ, ứng dụng vật liệu nhẹ và công nghệ vận hành tự động. Đồng thời, nên lồng ghép nội dung thiết kế kho công nghiệp linh hoạt vào chương trình đào tạo kiến trúc – xây dựng nhằm đào tạo đội ngũ chuyên gia phù hợp với nhu cầu phát triển công nghiệp hiện đại.