Nghiên cứu ứng dụng sản xuất tinh gọn để tái bố trí mặt bằng xưởng may tại các công ty may mặc, giảm lãng phí, nâng cao năng suất lao động

Nội dung text: Nghiên cứu ứng dụng sản xuất tinh gọn để tái bố trí mặt bằng xưởng may tại các công ty may mặc, giảm lãng phí, nâng cao năng suất lao động

1. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SẢN XUẤT TINH GỌN ĐỂ TÁI BỐ TRÍ MẶT BẰNG XƢỞNG MAY TẠI CÁC CÔNG TY MAY MẶC, GIẢM LÃNG PHÍ , NÂNG CAO NĂNG SUẤT LAO ĐỘNG RESEARCHING FOR APPLICATION OF LEAN PRODUCTION IN REDESIGNING SEWING WORKSHOP LAYOUT IN GROUND APPAREL COMPANY, WASTE REDUCTION, LABOUR PRODUCTIVITY ENHANCEMENT TS. Nguyễn Phước Sơn; ThS. Nguyễn Thị Tuyết Trinh Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh TÓM TẮT Lean sản xuất tinh gọn là hệ thống các công cụ và phương pháp nhằm loại bỏ tất cả những lãng phí trong quá trình sản xuất. Cải tiến mặt bằng sản xuất và giảm lãng phí trong vận chuyển cho doanh nghiệp là một trong những công cụ của sản xuất tinh gọn. Bài báo này nghiên cứu đề xuất tái thiết kế mặt bằng xưởng may tại các công ty may mặc, sử dụng các giải thuật TCR và SLP thông qua các chỉ tiêu cực tiểu chi phí di chuyển, chỉ tiêu cực đại mối quan hệ gần kề và tổng quãng đưỡng di chuyển thực tế. Kết quả đã giúp giảm chi phí vận chuyển, tạo môi trường làm việc an toàn, tiện nghi. Sử dụng thiết bị và mặt bằng sản xuất hiệu quả hơn bằng cách loại bỏ các trường hợp ùn tắc và gia tăng tối đa hiệu suất sản xuất trên các thiết bị hiện có, đồng thời giảm thiểu thời gian dừng máy Từ khóa: lean, mặt bằng xưởng, sản xuất tinh gọn, tổng mức quan hệ gần kề TCR, hoạch định mặt bằng hệ thống SLP. ABSTRACT Lean manufacturing is a tools and methods system to eliminate all waste in the manufacturing process. Improving workshop floor and reducing enterprise handling cost is one of the tools of lean production. This paper introduces the computation on redesigning the sewing’s layout of the garment companies, using TCR and SLP algorithms through the minimum handling cost, maximum closeness and total handling travel length. This result saved handling cost and created a safe and comfortable working environment. Using equipment and production ground more efficiently by eliminating the bottlenecks and maximize production efficiency on the existing equipment, while minimizing downtime Keywords: lean, shop layout, lean production, total closeness rating (TCRs), systematic layout planning (SLP) Rating), giải thuật hoạch định mặt bằng hệ 1. GIỚI THIỆU thống SLP (Systematic Layout Planning) và Sản xuất tinh gọn bao gồm các công cụ giải thuật cải thiện kết hợp mối quan hệ gần hiện đại dùng để cắt giảm lãng phí và làm kề nhằm giảm chi phí sản xuất thông qua các tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp mà chỉ tiêu. nhiều doanh nghiệp đã áp dụng. Trong đó, - Chi phí di chuyển giữa các bộ phận S1. quy hoạch mặt bằng xưởng sản xuất là một - Mức độ gần kề của các bộ phận S2. công cụ quan trọng trong việc tiết kiệm và sử - Tổng quãng đường luân chuyển thực tế. dung tối đa mặt bằng. Công ty sản xuất may mặc thường có những phân xưởng may có 2. CÁC GIẢI THUẬT CẢI TIẾN diện tích nhà xưởng nhỏ nhưng chi phí vận MẶT BẰNG chuyển trong nhà xưởng cao và một số bất 2.1. Giải thuật TCR hợp lý trong bố trí các bộ phận sản xuất và Sử dụng các chỉ số quan hệ gần kề: các đường đi chính, đường nội bộ. Bài báo này sử dụng các giải thuật tỷ lệ gần kề tổng cộng TCR (Total Closeness
2. Mức kê, giảm khối lượng tính toán các phương án Tính chất quan hệ xuống, đồng thời không làm xáo trộn, ảnh A Absolutely Tuyệt đối cần hưởng nhiều đến diện tích, thứ tự công việc, Necessary thiết sự phức tạp khi di chuyển. E Especially Cực kỳ quan 2.2. Giải thuật SLP dựa trên REL Important trọng Giải thuật SLP dựa trên biểu đồ quan I Important Quan trọng hệ REL có tính đến diện tích của các khu vực máy móc và mô hình hóa thành những O Ordinary Bình thường khu vực với tỷ lệ xác định, theo nguyên tắc. Closeness - Sắp xếp các mối quan hệ A theo diện OK tích từng khu trong phạm vi diện tích tổng U Unimportant Không quan thể. trọng - Sắp xếp mối quan hệ E, I, O. X Undesirable Loại nhau - Tổng hợp tất cả các mối quan hệ để Bảng 1: Giải thuật TCRs được mô hình mặt bằng giải thuật. Giải thuật TCR được xây dựng từ giản 3. PHÂN TÍCH MẶT BẰNG HIỆN đồ quan hệ REL (Relationship) gán cho mỗi TRẠNG mối quan hệ một giá trị A-X, sau đó tính tổng TCR cho mỗi khu vực theo trình tự. Qua nghiên cứu, khảo sát thực tế rất (1) Đặt thứ tự khu vực thứ nhất: là khu nhiều công ty, nhà máy may mặc như Công vực có TCR lớn nhất và nhiều mối quan hệ ty may Lan Hạnh, công ty 28, Việt Tiến, A nhất. Nhà bè, Phong Phú, hiện trạng mặt bằng (2) Chọn khu vực đặt cuối cùng: là khu phân xưởng sản xuất gồm có các bộ phận vực có quan hệ X với khu vực thứ nhất. như hình 1. Nhiệm vụ là sản xuất cắt, may, (3) Khu vực đặt thứ hai: có quan hệ A vệ sinh công nghiệp và đóng gói (CMT – với khu vực thứ nhất. Cut, Made, Trim), lấy trung bình chung cho (4) Chọn khu vực đặt áp cuối: là khu vực các công ty khảo sát theo tính toán thì dòng có quan hệ X với khu vực thứ hai và đảm luân chuyển vật liệu từ khâu nguyên liệu phụ bảo rằng không có khu vực nào có quan hệ đầu vào đến khi thành phẩm được luân X với khu vực thứ nhất. Nếu có nhiều khu chuyển theo trình tự như hình 1, hình 2. vực cùng thỏa mãn điều kiện thì chọn khu vực có TCR nhỏ nhất, Tiếp tục quá trình cho đến khi hoàn tất các khu vực. Giải thuật cải thiện TCR như sau: Proceduce Twowayx Repeat Hình 1: Sơ đồ dòng luân chuyển vật liệu Choose Dựa vào sơ đồ luân chuyển vật liệu hình 1, Estimate sơ đồ bố trí mặt bằng sản xuất xưởng may Exchange Check Until End Twowayx Ta chọn ra một cặp khu vực gần kề hay có cùng diện tích để chuyển đổi. Đối với giải thuật TCR, Twowayx được sử dụng kết hợp với mối quan hệ giữa các khu vực định hoán đổi nhằm loại bớt các trường hợp Hình 2: Sơ đồ bố trí mặt bằng xưởng may không khả thi mà giải thuật cải thiện đã liệt giả lập
3. 3.1 Chi phí di chuyển S1 I 100 Tổng chi phí di chuyển trong tháng S1 O 10 cho mặt bằng hiện trạng dựa trên biểu đồ U 0 From - To: Khoảng cách giữa các bộ phận trong xưởng, thời gian và số lần di chuyển X -10000 chi phí di chuyển cho 1 mét đường đi và số Bảng 2: Trọng số lần di chuyển của các bộ phận. Sử dụng phần mềm bảng tính excel, ta sẽ tính được chi phí Ta chọn trọng số A bắt đầu là 10000 mặt bằng hiện tại của dòng luân chuyển vật và mức giảm của các chỉ số là 10 lần. Riêng liệu như hình 1. trọng số của X là -10000 vì X và A có tính chất đối nghịch nhau. 3.2 Mức độ gần kề S2 Tổng mức quan hệ S2 dựa trên mối 3.3 Tổng quảng đƣờng di chuyển thực tế quan hệ gần kề được liệt kê trong biểu đồ Bảng dưới đây là độ dài dòng luân REL, cho thấy mức độ hợp lý về vị trí giữa chuyển nguyên phụ liệu và bán thành phẩm các khu vực trong mặt bằng: S2 càng lớn thì trong xưởng may như phân tích ở hình 1 sẽ mặt bằng càng tốt. Tuy nhiên, S2 có hạn chế tính được: là chỉ xét đến vị trí mà chưa xét đến các tương tác như độ ồn, chấn động, ảnh Dòng Kiểm Kệ chứa Kiểm hưởng đến năng suất lao động. Từ dòng luân bán tra nguyên tra Tổng chuyển sản phẩm, biểu đồ mối quan hệ REL thành đóng liệu vải cho 11 khu vực được thiết lập như sau: phẩm gói Độ dài đoạn 0 3 10 71 đường (m) Bảng 3: Tổng quảng đường di chuyển 4. PHƢƠNG ÁN CẢI TIẾN MẶT BẰNG Các bước tiến hành cải tiến mặt bằng Hình 3: Bảng quan hệ REL điển hình được thực hiện như sau: Trong hình 3, biểu đồ REL được thành lập dựa vào mức độ quan trọng của từng bộ 4.1 Xây dựng biểu đồ lắp ráp, biểu đồ phậnthông qua khảo sát và ý kiến của đơ vị From – To, giản đồ quan hệ REL sản xuất may. Biểu đồ ở hình 3, là một biểu đồ điển hình qua khảo sát ở các nhà máy Biểu đồ lắp ráp: thể hiện các thao tác Lan Hạnh, Nhà Bè, Việt Tiến, Phong Phú, lắp ráp và kiểm tra cần thiết trong dây Liệt kê các quan hệ gần kề các bộ phận chuyền lắp ráp sản phẩm, Vòng tròn thể của mặt bằng hiện trạng ta tính được chỉ số hiện thao tác trên dây chuyền, hình vuông mức độ gần kề S2. thể hiện thao tác kiểm tra. n S2  wi X i i 1 Trong đó Wi = trọng số mối quan hệ thứ i và Xi = số lượng loại trọng số thứ i. Loại quan hệ Trọng số Hình 4: Biểu đồ lắp ráp A 10000 + A1: Bộ phận chờ độ hồi nghỉ của vải và cắt vải. E 1000
4. + A2: Bộ phận may, lắp ráp bán thành phẩm, ủi vệ sinh công nghiệp, hoàn tất. KV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 KV 4 1 70 33,5 48,5 45 60 25 49,5 44 65 Biểu đồ From – To: Giúp tính tổng chi 6 phí vận chuyển của vật liệu, bán thành phẩm 2 24 32,5 17,5 51 48 21 53,5 64 60 3 36,5 21,5 75 40 45 57,5 52 55 trong quá trình sản xuất được tính dựa vào 4 15 38,5 31,5 53,5 21 15,5 36,5 khoảng cách giữa các khu vực và hệ số chi 5 53,5 46,5 38,5 36 30,5 51,5 6 60 70 17,5 23 20 phí vận chuyển, sơ đồ mặt bằng hiện trạng 7 85 42,5 37 40 với tọa độ cụ thể từ hình 2 như sau: 8 74,5 69 90 9 5,5 15,5 10 69 11 Bảng 5: Khoảng cách giữa các khu vực Từ sơ đồ mặt bằng xưởng may hiện trạng hình 6, xác định khoảng cách giữa các khu vực như bảng sau: . Ô 1-2 (hàng 1, cột 2) có giá trị là 46 m, có nghĩa là chi phí vận chuyển từ khu vực 1 sang khu vực 2 là 46m. ( x – vị trí trung tâm của khu vực) . Các ô còn lại cũng có ý nghĩa tương tự. Hình 5: Mặt bằng xưởng may hiện trạng Tổng chi phí vận chuyển có ý nghĩa: Thông qua hoạt động nghiên cứu, . Ô 1-2 (hàng 1, cột 2) có giá trị là 368 có khảo sát, phỏng vấn cán bộ công nhân viên nghĩa là từ khu vực 1 sang khu vực 2 có tổng trên từng công ty, nhà máy và trên cơ sở các chi phí vận chuyển là 368, chi phí thực tế dựa vào tỷ lệ di chuyển, từ đó xây dựng bảng hệ số chi phí vận chuyển: . Các ô còn lại cũng có ý nghĩa tương tự. Trong đó, tổng chi phí vận chuyển KV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 được tính theo công thức sau: KV 1 8 1 2 0 2 1 0 1 1 1 Z = 2 8 0 0 2 1 0 0 1 0 3 8 6 2 0 0 0 1 0 . n: Tổng số hoạt động cần thiết trong quá 4 8 4 4 0 2 8 0 trình gia công để có được sản phẩm như yêu 5 1 4 0 2 2 0 cầu. 6 1 0 0 2 0 . : Hệ số chi phí vận chuyển của vật liệu 7 0 1 0 0 8 0 0 0 trong quá trình gia công giữa hai công đoạn i 9 6 8 và j, hệ số này được xác định dựa trên sự 10 6 thay đổi về hình dáng, tính chất cũng như 11 tính chất lý hóa của bản thân chi tiết đó - (KV – Khu vực) mức độ khó. Bảng 4: Hệ số chi phí vận chuyển . : Số chi tiết được gia công giữa công Bảng hệ số chi phí vận chuyển có ý đoạn i và j nghĩa như sau: . Ô 1-2 (hàng 1, cột 2) có giá trị là 8, có . : Đoạn đường di chuyển của chi tiết nghĩa là hệ số chi phí vận chuyển từ khu vực được gia công giữa công đoạn i và j 1 sang khu vực 2 là 8 (để có con số này phải làm khảo sát và phỏng vấn, tính toán từ thực tế). . Các ô còn lại cũng có ý nghĩa tương tự.
5. 4.2 Giải thuật TCRs thực trạng KV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Tổng Từ mặt bằng hiện trạng ta có giải KV 1 368 70 67 0 90 60 0 49,5 44 65 813,5 thuật TCR như sau: 2 192 0 0 102 48 0 0 64 0 406 3 292 129 150 0 0 0 52 0 623 4 120 154 126 0 42 124 0 566 5 53,5 186 0 72 61 0 372,5 6 60 0 0 74 0 134 7 0 42,5 0 0 42,5 8 0 0 0 0 9 33 124 157 10 414 414 11 Bảng 6: Tổng chi phí vận chuyển chuyển giữa các bộ phận, được ký hiệu Hình 6: Tổng TCRs của các khu vực là = 3528,5. 4.3 Đánh giá hiệu quả mặt bằng SLP Công việc đánh giá được thực hiện qua giải thuật SLP. Cách tiếp cận SLP (Systematic Layout Planning) dựa trên giản đồ quan hệ nhưng có tính đến diện tích của các khu vực máy móc và mô hình hóa thành những khu vực với tỷ lệ xác định như hình 11. Hình 9: Giản đồ dòng luân chuyển vật liệu 4.5 Phân tích mức độ gần kề Hình 7: Sơ đồ SLP Cặp khu vực Loại quan hệ Trọng số . Các số 1, 2, 3, , là tên các khu vực. 1-2 A 10000 1-3 U 0 . Các số 100, 150, 240 , , là diện tích 1-4 E 1000 từng khu vực tương ứng. 1-6 O 10 1-11 O 10 2-3 A 10000 2-6 O 10 2-7 U 0 3-4 A 10000 3-5 I 100 Hình 8: Sơ đồ SLP và mối quan hệ 4-5 E 1000 4.4 Phân tích chi phí di chuyển 4-6 O 10 Dựa trên nghiên cứu mặt bằng hiện 4-7 I 100 trạng có phương dọc là 60m, phương ngang 4-10 A 10000 là 65m và số bộ phận là 11. Chi phí di 6-7 U 0
6. 7-9 U 0 7-11 U 0 Loại quan hệ A E I O U X Hình 10: Sơ đồ bố trí 3 hàng 3 cột Trọng số 10000 1000 100 10 0 -64 Xác định vị trí quan trọng kế tiếp bằng cách tính trị trọng số vị trí WPV Số lƣợng 4 2 4 5 6 0 (Weighted Placement Value) theo công thức: Tổng 40000 2000 400 50 0 0 . Vị trí liền kề toàn phần (tiếp xúc cạnh) sẽ có giá trị 1,0. Bảng 7 & 8: Bảng liệt kê quan hệ gần kề . Vị trí liền kề một phần (tiếp xúc điểm) sẽ các bộ phận của mặt bằng hiện trạng có giá trị 0,5. . Chỉ số quan hệ (A, E, I, O, U) lấy từ biểu đồ. Tổng mức quan hệ gần kề: . Từ đó phân tích tiếp theo các khu vực còn . lại 4.6 Đánh giá hiệu quả mặt bằng TCRs 4.7 Mặt bằng đã cải tiến Kết quả đánh giá, cải tiến mặt bằng Thứ Khu Tên khu vực TCRs theo TCRs và SLP được tổng hợp và trình tự đặt vực bày ở hình 16. 0 4 Khu vực may 22220 1 10 QC 20110 2 3 Kho bán thành phẩm 20110 3 2 Bộ phận cắt 20010 4 9 Ủi 11110 5 1 Kho nguyên phụ liệu 11030 6 5 Kệ bán thành phẩm 1120 7 11 Đóng gói 1120 8 7 Phòng cơ điện 100 9 6 Phòng kỹ thuật 70 10 8 Phòng y tế 20 Bảng 9: Thứ tự đặt các khu vực và TCRs Từ bảng trên ta có thứ tự đặt các khu vực: [4 → 10 → 3 → 2 → 9 → 1 → 5 → 11 → 7 → 6 → 8]. Thực hiện các bước để sắp xếp lại vị trí các khu vực. Căn cứ vào trị số TCRs trong sẽ đặt khu vực 4 (thứ tự 0) vào vị trí trung tâm 0(4). Đánh các số từ 1 – 8 Hình 11 & 12: TCRs và SLP mặt bằng cải (mã số khu vực) bao quanh vị trí trung tâm tiến 0(4) ta sẽ có được sơ đồ bố trí 3 hàng và 3 Theo chi phí ta có kết quả: cột. KV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 KV 1 58,5 53,5 33,5 48,5 25 60 45 48,5 44 65 2 5 10 5 33,5 56,5 63,5 45 40,5 61,5 3 20 5 33,5 51,5 58,5 40 35,5 56,5 4 15 53,5 31,5 38,5 20 15,5 36,5
7. 5 38,5 46,5 53,5 35 30,5 51,5 Tổng 50000 3000 400 60 0 0 6 85 90 73,5 69 90 7 60 41,5 37 40 8 18,5 23 20 9 4,5 16,5 Bảng 12: Bảng liệt kê mối quan hệ gần kề 10 21 11 đã cải tiến Tổng mức quan hệ gần kề = 53460. Bảng 10: Khoảng cách giữa các khu vực đã . Nhận xét: cải tiến . Tổng mức quan hệ của mặt bằng SLP tăng so với mặt bằng hiện trạng: KV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 KV 1 468 53,5 67 0 50 60 0 48,5 44 65 tương đương 25,9 %. 2 40 0 0 67 56,5 0 0 40,5 0 3 160 30 67 0 0 0 35,5 0 4 120 214 126 0 40 124 0 5. KẾT LUẬN 5 38,5 186 0 70 71 0 6 85 0 0 138 0 Từ kết quả phân tích, tính toán ta có 7 0 41,5 0 0 8 0 0 0 thể kết luận: 9 27 132 . Tổng chi phí vận chuyển của mặt bằng 10 126 11 SLP giảm so với mặt bằng hiện trạng 22%. Bảng 11: Tổng chi phí vận chuyển đã cải . Mức độ gần kề tăng 25,9% so với mặt tiến bằng hiện trạng. Tổng chi phí vận chuyển: Z = Như vậy, sử dụng thiết bị và mặt 2891,5. Nhận xét: bằng sản xuất hiệu quả hơn bằng cách loại bỏ các trường hợp ùn tắc và gia tăng tối đa hiệu suất sản xuất trên các thiết bị Vậy theo phương án SLP chi phí hiện có, đồng thời giảm thiểu thời gian giảm 637 tương đương 22%. dừng máy, mang lại giá trị thiết thực cho Theo mức độ gần kề doanh nghiệp. Qua nghiên cứu ứng dụng Lean để tái bố trí sơ đồ mặt bằng xưởng may cho một Loại công ty điển hình (Lan Hạnh), ta thấy có thể quan hệ A E I O U X tiết kiệm được khoảng trên 20%. Do vậy, Trọng ứng dụng Lean là một trong các giải pháp số 10000 1000 100 10 0 -64 giúp tăng hiệu quả sản xuất, tăng sức cạnh tranh cho doanh nghiệp may mặc, khi việt Số nam gia nhập TPP, lƣợng 5 3 4 6 10 0
8. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] B. Nakashima, “Can Lean And ERP Work Together?”, Advanced Manufacturing Magazines, 2005. [2] R. L. Frands, L. F. McGinnis, Jr. John A. White, Facility Layout and Location: An Analytical Approach, Prentice Hall, International Series in Industrial and Systems Engineering, 1974. [3] F. E. Meyers, J. R. Stewart, Motion and Time Study for Lean Production System, John Wileysons INC, 2002. [4] W. M. Feld, Lean Manufacturing: Tool-Techniques and How To Use Them, CRC Press Series On Resources Management, 2000. [5] B. N. Hùng, Ng. T. Q. Loan, Giáo trình quản lý chất lượng, NXB ĐH Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh, 2003. [6] R. G. Askin, J. B. Goldberg, Design and Analysis of Lean Production System, John Wiley & Sons, Inc, 2002. [7] R. S. Russell, Bernard W.Taylor III, Operation Management, Prentice Hall, 2000. [8] S. Featherston, Study of Reason for the Adoption of Lean Production in the Automobile Industry: Questions for the AEC Industries, 2000. [9] Y.Monden, Toyota Production System, Engineering & Management Press, 1997. [10] J. K. Liker, Phương thức Toyota, 2001. [11] Đặng Thiện Ngôn, Lê Chí Cương, Hệ thống sản xuất tích hợp (CIM), NXB Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, 2013. Thông tin liên hệ tác giả chính (người chịu trách nhiệm bài viết): Họ tên: Nguyễn Phƣớc Sơn Đơn vị: Khoa Công nghệ May & Thời trang - Trƣờng ĐH SPKT TP. HCM Điện thoại: 0989 070 335 Email: sonnp@hcmute.edu.vn
9. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2017-2018 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.