TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Giới thiệu
Việc sử dụng một hệ thống sản xuất thực tế để phân tích cải tiến là rất cồng kềnh và tốn kém, do đó mà chúng ta phải ứng dụng các phần mềm mô phỏng như ARENA để xây dựng mô hình mô phỏng sau cải tiến cũng như thuận tiện hơn trong quá trình xuất dữ liệu và phân tích dữ liệu Như vậy, xây dựng mô hình mô phỏng là một cách dễ dàng hơn để xây dựng mô hình đại diện cho các hoàn cảnh thực tế để xác định các nút thắt cổ chai, nhằm nâng cao hiệu suất hệ thống về năng suất, hàng đợi, sử dụng tài nguyên, thời gian chu kỳ và thời gian dẫn.
Lý do chọn đề tài
Như đã đề cập trước đó, những nỗ lực ban đầu để thực hiện mô hình mô phỏng như một công cụ phân tích và quản lý trực quan, thông qua việc sử dụng các trường hợp thay đổi số lượng máy lắp ráp và thời gian xử lý đã được phát triển, để theo dõi hiệu suất của các hệ thống sản xuất.Từ đó tìm cách đưa ra các mô hình cải tiến và phân tích đâu là mô hình tối ưu.
Các khóa luận liên quan
Cải tiến Layout dây chuyền sản xuất bằng phần mềm mô phỏng Arena - Mohd Azrin bin Mohd Said và Napsiah binti Ismail [1]
Bài báo này phân tích layout dây chuyền sản xuất để xác định hiệu suất chính và cải thiện hiệu suất sản xuất của một công ty sản xuất đồ uống bicarbonate bằng cách sử dụng phương pháp mô phỏng bằng phần mềm ARENA Theo cách tiếp cận của chúng họ, một mô hình mô phỏng layout dây chuyền sản xuất thực và bố trí dây chuyền sản xuất cải tiến mới đã được phát triển Các chỉ số hiệu suất chính của hệ thống sản xuất được đánh giá bằng phần mềm Arena Việc phân tích các giá trị chỉ số cho thấy có sự cải thiện trong mô hình mới so với cách bố trí dây chuyền sản xuất thực tế Phần trăm sai số khi mô phỏng mô hình thực tế với mô hình cải tiến mới cho tỷ lệ phần trăm cải thiện là 3,91% đối với Mô hình A và44,1% đối với Mô hình B Tất cả các mô hình được phát triển trong nghiên cứu này bằng cách sử dụng phần mềm Arena cũng đang được xác nhận Trên cơ sở những nghiên cứu này, bố trí dây chuyền sản xuất của nhà máy có thể được mô phỏng bằng cách sử dụng phần mềmArena nhằm nâng cao kết quả để tiếp tục cải tiến tốt hơn.
Mục tiêu đề tài
Nghiên cứu các phương pháp, tìm hiểu các bài báo khoa học từ đó lập mô hình mô phỏng tính toán, tìm cách thay đổi các thông số đầu vào cải thiện năng suất của hệ thống
So sánh các số liệu trước và sau cải tiến
Phương pháp
- Nghiên cứu, tìm hiểu qua bài báo “ Cải tiến Layout dây chuyền sản xuất bằng phần mềm mô phỏng Arena - Mohd Azrin bin Mohd Said và Napsiah binti Ismail”.
- Tổng hợp, phân tích số liệu thống kê và các vấn đề liên quan.
- Ứng dụng phần mềm đồ họa Sketchup để dựng lại layout dây chuyền sản xuất
- Ứng dụng phần mềm mô phỏng ARENA mô phỏng sự hoạt động của hệ thống
- Tham khảo tài liệu nước ngoài, tài liệu giáo viên cung cấp.
- Tham khảo tài liệu trên internet.
Nội dung thực hiện
Chương 1: Tổng quan về đề tài.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Mô phỏng hệ thống.
Kế hoạch thực hiện
Tuần Nội dung Xác nhận của GVHD
Tuần 1 - Nhận đề tài, tài liệu hướng dẫn.
Tuần 2 - Nghiên cứu tài liệu hướng dẫn.
- Lập dàn ý chi tiết đề tài.
- Tìm kiếm thêm tài liệu liên quan.
- Hoàn chỉnh dàn ý chi tiết đề tài.
- Tìm hiểu các phần mềm mô phỏng ARENA.
- Làm thuyết minh chương I, chương II.
- Tìm hiểu các phần mềm mô phỏng ARENA
- Tiến hành vẽ bản vẽ mô phỏng 2D.
- Tìm hiểu các phần mềm mô phỏng ARENA
- Tiến hành tính toán bằng phần mềm ARENA
- Phân tích số liệu thu được.
- Thu thập số liệu mô phỏng.
Tuần 10 - Xử lý các số liệu thu được bằng các phần mềm mô phỏng.
- So sánh đánh giá số liệu trước và sau khi cải tiến
- So sánh hiệu suất cải tiến giữa mô hình sau cải tiến với nhau
Tuần 12 - Hoàn chỉnh báo cáo thuyết minh.
Tuần 13 - Nộp báo cáo, phần mềm
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Tổng quan về mô phỏng
Mô phỏng là một quá trình xây dựng một mô hình toán học hay logic về một hệ thống hay một bài toán quyết định và tiến hành thử nghiệm trên mô hình đó nhằm thấu hiểu động thái của hệ thống hoặc giúp tìm ra lời giải cho các bài toán.
2.1.2 Ưu điểm của việc mô phỏng
- Có thể kiểm tra, thử nghiệm hệ thống đang hoạt động mà không làm gián đoạn hệ thống.
- Phân tích hệ thống đang tồn tại để hiểu được từng thay đổi bất thường của hệ thống.
Có thể điều chỉnh được thời gian để tăng tốc hoặc làm chậm quá trình.
- Có thể nhìn thấy từng sự thay đổi quan trọng của hệ thống.
- Xác định được các điểm tắc nghẽn của hệ thống.
- Giúp hiểu được quá trình vận hành của hệ thống.
- Có thể so sánh và đánh giá thậm chí với những hệ thống ngẫu nhiên phức tạp.
- Có thể kiểm soát được những điều kiện vận hành.
- Có thể nghiên cứu hệ thống trong thời gian dài.
Nghiên cứu một hệ thống để đo lường hiệu quả của nó, cải thiện sự hoạt động hay thiết kế nếu nó không tồn tại Mô phỏng là một phương pháp nghiên cứu hệ thống (đã có thực hoặc sẽ được xây dựng) gần như là tốt nhất được sử dụng để đạt mục tiêu hiểu rõ hoạt động của hệ thống và đánh giá các chiến lược khác nhau cho việc vận hành, so sánh các mô hình thay đổi.
2.2 Thiết kế mô hình 3D và Đồ họa SketchUp
2.2.1 Giới thiệu phần mềm đồ họa SketchUp
Sketchup là phần mềm mô hình 3D hóa, có thể sử dụng để thiết kế những mô hình đơn giản thông qua các icon Nhanh chóng, đơn giản, dễ dàng sử dụng là những gì người học dùng để mô tả phần mềm này.
Hình 2.1 Logo phần mềm SketchUp.
2.2.2 Các tính năng cơ bản sử dụng trong mô hình 3D với phần mềm đồ họa SketchUp
Một số tính năng cơ bản của Sketchup có thể kể đến như:
- Phát thảo ý tưởng nhanh chóng: phù hợp với giai đoạn đầu lên ý tưởng sơ bộ cho mô hình 3D
- Kết xuất hồ sơ thiết kế với các mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt khi dùng Layout trong Sketchup: Khi chuyển qua Layout, ta có thể chia tỷ lệ các mặt, khi chỉnh sửa các model thì phần trình bày ở layout cũng được cập nhật.
- Thiết kế kích thước các mặt chính xác 100% như các phần mềm khác.
- Chia sẻ các mẫu thiết kế thông qua thư viện thiết kế 3D Warehouse.
- Có tính trực quan: có thể dùng walkthrough để đi vào các chi tiết không gian bên trong mà chúng ta tạo Ngoài ra còn có thể kết hợp với Google Earth để dán mẫu nhà/ nhà máy… vừa thiết kế lên hình ảnh khu vực có lô đất đó xem phù hợp với toàn cảnh như thế nào.
Hình 2.2 Giao diện của phần mềm SketchUp
2.2.3 Ưu nhược điểm của phần mềm SketchUp
Đơn giản, dễ sử dụng, dành cho những người mới làm quen với giao diện, thiết kế 3D.
Trực quan – có thể tạo các khối hình học đa dạng, phức tạp từ những hình đơn giản ban đầu.
Giao diện Phối cảnh dễ nhìn, khiến bạn có thể làm việc ngay trên Sketchup mà không cần yêu cầu bất cứ kiến thức cơ bản gì.
Không có khả năng Render trực tiếp mà sử dụng plugin V-ray để Render Nên tốc độ Render chỉ bằng 3ds Max.
Mức độ bối cảnh chỉ ở mức vừa phải.
Không có khả năng làm phim.
Không có khả năng dựng 2D.
2.3 Mô phỏng với phần mềm ARENA
Phần mềm ARENA cho phép mang lại sức mạnh về mô phỏng hệ thống thực Nó được thiết kế dành cho phân tích tác động của những thay đổi quan trọng và việc tái thiết kế phức tạp liên kết với các chuỗi cung cấp, sản xuất, quy trình, hậu cần, phân phối và kho bãi, những hệ thống dịch vụ Phần mềm ARENA cung cấp tối đa tính linh hoạt và độ rộng các mô hình ứng dụng cho bất kỳ mức độ mong muốn từ chi tiết đến phức tạp.
Phần mềm ARENA còn cung cấp một bộ đầy đủ các sản phẩm nhằm giúp cho doanh nghiệp mô phỏng những mô hình quy mô lớn, mô hình tối ưu hóa, mô hình 3D và hình ảnh rộng.
2.3.2 Các bước tiến hành mô phỏng với ARENA
Bước 1 Phân tích dữ kiện đầu vào
Bước 2 Layout hệ thống sợ bộ bằng các module tương ứng với đề phải đặt ra, đảm bảo phù hợp logic điều khiển của hệ thống
Bước 3 Kết nối các module lại với nhau
Bước 4 Thiết lập các thuộc tính và số liệu bên trong mỗi module
Bước 5 Kiểm tra lỗi hệ thống
Bước 6 Set up thông số thời gian mô phỏng cũng như số lần lặp tương ứng
2.3.3 Các module cơ bản sử dụng trong mô phỏng với phần mềm ARENA
Dùng để tạo ra các thực thể (entity) được mô phỏng trong mô hình Khối Create bao giờ cũng phải là khối bắt đầu của mô hình để tạo ra các entity luân chuyển trong mô hình Các entity được tạo ra bằng cách sử dụng bảng điều độ hoặc dựa vào khoảng thời gian giữa các lần luân phiên, sau đó các entity sẽ di chuyển vào mô hình và bắt đầu các quá trình trong suốt hệ thống.
Module này được dùng như điểm cuối của các entity trong mô hình mô phỏng, nó cho biết các entity đã được hoàn thành trong hệ thống và đi ra khỏi hệ thống Module này sẽ thống kê các thông số của entity và đưa vào phần báo cáo kết quả.
Dùng mô phỏng các công đoạn mà thực thể (entity) được gia công, vận chuyển… Process module thường đại diện cho một công đoạn trong hệ thống hay dây chuyền được mô phỏng.
Module này thường dùng cho việc mô phỏng việc phân loại hay chia đường đi của entity.
Sử dụng khối assign để gán các giá trị mới cho các biến, cho các thuộc tính thực thể, các loại thực thể, hoặc các biến khác của hệ thống.
Module này dùng để gộp nhiều thực thể lại thành một lô.
Module này dùng để tách một lô thành nhiều thực thể.
Module này dùng để thu thập các số liệu thống kê khác nhau.
Ngoài các model chính trên trong mô hình còn sử dụng nhiều model khác để làm công cụ cơ bản tạo nên mô hình.
Hình 2.4 Cửa sổ làm việc của phần mềm ARENA
2.4 Cải tiến layout dây chuyền sản xuất.
2.4.1 Tổng quan về cải tiến
Cải tiến layout dây chuyền sản xuất là việc làm cần thiết nhằm nâng cao năng suất, chất lượng của sản phẩm, hoạt động cải tiến layout dây chuyền còn có thể giúp giảm số lượng nhân công, thời gian vận hành,chi phí sản xuất,… từ đó nâng cao năng lực cạnh tranh cho các doanh nghiệp.
2.4.2 Các thuật ngữ trong cải tiến layout dây chuyền sản xuất
2.4.2.1 Cân bằng chuyền (Line – Balancing) [2] a Khái niệm
Quá trình phân giao nhiệm vụ cho từng nơi làm việc được gọi là cân bằng chuyền Quá trình này cần thực hiện theo những nguyên tắc nhất định.
Trong công việc bố trí sản xuất theo sản phẩm quá trình sản xuất được thiết kế theo
"mô hình dòng chảy" và được chia thành nhiều bước công việc khác nhau, mỗi bước công việc được thực hiện nhanh chóng nhờ sự chuyên môn hóa cao về công nhân, máy móc thiết bị. b Mục tiêu
Mục tiêu của việc cân bằng chuyền là tạo ra những nhóm bước công việc có thời gian gần bằng nhau Dây chuyền được cân bằng chuyền tốt sẽ giảm tối đa thời gian ngừng máy, luồng công việc nhịp nhàng và đạt mức sử dụng năng lực sản xuất và lao động tốt hơn. c Các nguyên tăc để thưc hiện việc cân bằng chuyền
- Công việc có thời gian dài nhất (Longest task time - LTT): Chọn công việc có săn mà có thời gian thực hiện dài nhất.
- Công việc có thời gian ngắn nhất (Shortest task time - STT): Chọn công việc có săn mà có thời gian thực hiện ngắn nhất.
- Công việc theo sau nhiều nhất (Most following tasks - MFT): Chọn công việc có săn mà có số công việc theo sau là nhiều nhất.
- Công việc theo sau ít nhất (Least following tasks - LFT): Chọn công việc có săn mà có số công việc theo sau ít nhất.
- Công việc theo vị trí trọng số (Ranked positional weight – RPW): Chọn công việc có săn mà có tổng thời gian các công việc theo sau là dài nhất.
Trong thực tế cần ít nhất là 2 nguyên tắc để thực hiện một bài toán cân bằng chuyền đạt hiệu quả. d Các bươc để thưc hiện cân bằng chuyền
Bước 1:Xác định các mối quan hệ tuần tự giữa các công việc và vẽ sơ đồ ưu tiên
Bước 2:Tính nhịp chuyền mục tiêu sử dụng
Bước 3:Tính số nơi làm việc tối thiểu đảm bảo sản xuất đạt chỉ tiêu
Bước 4: Lựa chọn nguyên tắc để thực hiện công việc cân bằng chuyền Khi tiến hành phân giao công việc theo nguyên tắc đã chọn sẽ có trường hợp nguyên tắc bị phá vơ, vì thế trong một bài toán cân bằng chuyền sẽ có nguyên tắc chính và nguyên tắc phụ.
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.1 Tổng quan về hệ thống
3.1.1 Giới thiệu tổng quan layout chai chuyển sản xuất nước ngọt đóng chai
Mặt bằng sản xuất gồm có các khu vực chính sau:
1 Kho chai (nguyên liệu thô)
2 Kho nguyên liệu thô cho nước có ga
3 Kho nguyên liệu trộn nước
5 Kho máy móc hư hỏng (có hoặc không)
6 Khu vực chứa các buffer (có hoặc không)
14 Trạm đóng gói/đóng thùng sản phẩm.
Qui trình chung cho quá trình sản xuất nước ngọt đóng chai:
Trước tiên, công nhân sẽ lấy các chai từ kho nguyên liệu thô (chai) đến trạm dán nhãn. Sau khi nhãn đã được dán, các chai này sẽ được đưa đến trạm chiết rót.
Trong cùng thời điểm, nước sẽ được các máy bơm bơm vào các bể chứa nước Nước từ các bể chứa này theo đường ống vào trạm lọc nước Các nguyên liệu thô khác cũng được đưa vào đây Sau đó sẽ qua trạm làm mát và vào các bể chứa khí CO2 Sản phẩm sẽ được đi ra các bể chứa nằm ngay bên cạnh trạm chiết rót và theo đường ống vào máy chiết rót.
Sau khi nước được chiết vào chai sẽ đi qua khi vực đóng nắp rồi tới khi vực đóng gói. Cuối cùng là đi đến kho thành phẩm và chờ ngày xuất kho.
3.1.2 Logic điều khiển của hệ thống
Hình 3.1 Sơ đồ Flowchart cho mô hình trước cải tiến
Hình 3.2 Sơ đồ Flowchart cho mô hình sau cải tiển (Model A)
Hình 3.3 Sơ đồ Flowchart sau cải tiến (Model B)
3.2 Thiết kế hệ thống sơ bộ.
3.2.1 Thiết kế layout của dây chuyền sản xuất thực tế
Hình 3.4 Layout dây chuyền sản xuất trước cải tiến (layout thực tế) Ở Layout dây chuyền sản xuất thực tế, ta có thể thấy có ba đường đi tường ứng với ba màu khác nhau: Đường đi thứ nhất (màu xanh dương):(1) Kho nguyên liệu thô cho nước uống có ga
(2) Trạm lọc nước (máy lọc nước, bề chứa nước, máy bơm nước) (3) Kho nguyên liệu trộn nước (4) Trạm chiết rót (máy chiết rót Bể chứa khí CO2) (5) khu vực đóng gói
(6) Kho thành phẩmĐầu ra Đường đi thứ hai (màu đỏ): (1a) Kho chứa chai đựng (2a) Trạm dán nhãn (3a) Nguyên vật liệu trộn nước Đường đi thứ ba (màu xanh lá): (1b) (2b) Khu vực máy móc hỏng (3b) Trạm chiết rót)
3.2.2 Thiết kế layout của dây chuyền sản xuất sau lần cải tiến thứ nhất (Model A)
Hình 3.5 Layout dây chuyền sản xuất sau cải tiến – Model A Ở Model A, ta có thể thấy có ba đường đi tường ứng với ba màu khác nhau: Đường đi thứ nhất (màu xanh dương):(1) Kho nguyên liệu thô cho nước uống có ga
(2) Trạm lọc nước (máy lọc nước, bề chứa nước, máy bơm nước) (3) Kho nguyên liệu trộn nước (4) Trạm chiết rót (máy chiết rót Bể chứa khí CO2) Kho vùng đệm (5) khu vực đóng gói(6) Kho thành phẩmĐầu ra Đường đi thứ hai (màu đỏ): (1a) Kho chứa chai đựng (2a) Trạm dán nhãn (3a)Nguyên vật liệu trộn nước Đường đi thứ ba (màu xanh lá): (1b) (2b) Khu vực máy móc hỏng (3b) Trạm chiết rót)
Như vậy, ta có thể thấy, so với layout thực tế, model A chỉ chỉ ra sự khác nhau duy nhất trong đường đi thứ nhất là, thay vì từ (4) qua (5) (layout thực tế) thì nó đi qua một khu vực trung gian để cất giữ (buffer storage) trước khi qua khu vực (5) Ngoài ra, khu vực dán nhãn đã di chuyển từ vị trí kế bên đầu ra của sản phẩm sang khu vực bên cạnh trạm bơm nước.
3.2.3 Thiết kế layout của dây chuyền sản xuất sau lần cải tiến thứ hai (Model B)
Hình 3.6 Layout dây chuyền sản xuất sau cải tiến – Model B Ở Model B, ta có thể thấy có hai đường đi tường ứng với hai màu khác nhau: Đường đi thứ nhất (màu xanh dương):(1) Kho nguyên liệu thô cho nước uống có ga
Ngang qua khu vực máy ép(2) Trạm lọc nước (máy lọc nước, bề chứa nước, máy bơm nước) (3, 4) Trạm chiết rót và đóng nắp sản phẩm (máy chiết rót và đóng chai, Bể chứa khí CO2)Kho vùng đệm(5) khu vực đóng gói(6) Kho thành phẩm Đầu ra Đường đi thứ hai (màu đỏ): (1a) Kho chứa chai đựng (2a) Trạm dán nhãn bán tự độngBăng tải(3a) Khu vực chiết rót và đóng nắp.
So với hai layout trước, Model chỉ thể hiện 2 đường đi của qui trình sản xuất, rất ngắn ngọn và dễ hiểu Cũng có thể thấy, Ở Model B, Khu vực máy móc hỏng và kho buffer đã bị loại bỏ, tiết kiệm mặt bằng nhà xưởng Máy dán nhãn thủ công đã được thay bằng máy dán nhãn bán tự động, sau đó sẽ chuyển qua trạm tiếp theo bằng hệ thống băng chuyền, trạm chiết rót và đóng nắp được kết hợp với nhau, từ trạm chiết rót đóng nắp sang trạm đóng thùng sản phẩm cũng có khoảng cách ngắn hơn hai model trước.
3.3 Mô hình 3D trên phần mềm Đồ họa Sketchup
3.3.1 Tổng quan mô hình 3D của các khu vực
Hình 3.6 Khu vực máy ép
Hình 3.7 Kho vật liệu thô (chai) và kho vực liệu thô dành cho sản phẩm nước có ga (lần lượt từ phải sang trái)
Hình 3.9 Khu vực máy hết hạn sử dụng
Hình 3.10 Khu vực đóng gói
Hình 3.12 Trạm chứa khí CO2
Hình 3.13 Khu vực bể chứa nước
Hình 3.14 Khu vực chiết rót và đóng nắp sản phẩm
3.3.2 Mô hình 3D layout của dây chuyền sản xuất thực tế
Hình 3.18 Layout trước cải tiến
3.3.3 Mô hình 3D layout của dây chuyền sản xuất cải tiến thứ nhất (Model A)
Hình 3.18 Layout cải tiến model A
3.3.4 Mô hình 3D layout của dây chuyền sản xuất cải tiến thứ hai (Model B)
Hình 3.18 Layout cải tiến model A
3.4 Thiết kế hệ thống trên ARENA
3.4.1 Các module được sử dụng trong mô hình logic
- Create module - Production of Bicarbonate: dùng để khai báo thực thể đến phân phối theo quy luật cấp số nhân, do đó ta set up kiểu Random (Expo) với thời gian là 8 giây.
Hình 3.19 Thiết lập Create module
- Process module – Water mixer: thực thể đến trạm tiếp tho là trạm máy trộn Tại đây nguyên liệu thô sẽ được trộn với nước với process time không đổi là 8 giây.
Hình 3.20 Thiết lập Process module – Water mixer
- Process module - Filling Station: Tại trạm này sử dụng một nguồn lực là một máy chiết rót tự động Process time không đổi là 5 giây
Hình 3.21 Thiết lập Process module – Filling Station
- Process module - Capping product: Tại trạm này sử dụng một nguồn lực là một máy đóng nắp Process time không đổi là 5 giây
Hình 3.22 Thiết lập Process module – Capping Product
- Decide module – Decide Product: thực thể đến là ngẫu nhiên nên ta set chế độ 2-way by chance với tỉ lệ phần trăm đúng cho sản phẩm đạt là 90%
Hình 3.23 Thiết lập Decide module
- Process module – Packaging: tương ứng với khu vực đóng gói trên layout sản xuất, nguồn lực cần dùng là một máy đóng gói và process time không đổi là 8 giây.
Hình 3.24 Thiết lập Process module – Packaging
KẾT QUẢ - XỬ LÝ CÁC CHỈ SỐ KPI
4.1.1 Xuất kết quả từ mô hình mô phỏng trước cải tiến
Thời gian mô phỏng 10 phút a Entity
Hình 4.1a Kết quả mô phỏng trước cải tiến b Queue
Hình 4.1b Kết quả mô phỏng trước cải tiến c Resource
Hì nh 4.1c Kết quả mô phỏng trước cải tiến
Thời gian mô phỏng 350 phút a Entity
Hình 4.1d Kết quả mô phỏng trước cải tiến b Queue
Hình 4.1e Kết quả mô phỏng trước cải tiến c Resource
Hình 4.1f Kết quả mô phỏng trước cải tiến
4.1.2 Xuất kết quả từ mô hình mô phỏng sau cải tiến Model A
Thời gian mô phỏng 10 phút a Entity
Hình 4.2a Kết quả mô phỏng cải tiến lần 1 (Model A) b Queue
Hình 4.2b Kết quả mô phỏng cải tiến lần 1 (Model A) c Resource
Hình 4.2c Kết quả mô phỏng cải tiến lần 1 (Model A)
Thời gian mô phỏng 350 phút a Entity
Hình 4.2d Kết quả mô phỏng cải tiến lần 1 (Model A) b Queue
Hình 4.2d Kết quả mô phỏng cải tiến lần 1 (Model A) c Resource
Hình 4.2e Kết quả mô phỏng cải tiến lần 1 (Model A)
4.1.3 Xuất kết quả từ mô hình mô phỏng sau cải tiên Model B
Thời gian mô phỏng 10 phút a Entity
Hình 4.3a Kết quả mô phỏng cải tiến lần 2 (Model B) b Queue
Hình 4.3b Kết quả mô phỏng cải tiến lần 2 (Model B) c Resource
Hình 4.3c Kết quả mô phỏng cải tiến lần 2 (Model B)
Thời gian mô phỏng 350 phút a Entity
Hình 4.3d Kết quả mô phỏng cải tiến lần 2 (Model B) b Queue
Hình 4.3e Kết quả mô phỏng cải tiến lần 2 (Model B) c Resource
Hình 4.3f Kết quả mô phỏng cải tiến lần 2 (Model B)
4.2.1 KPI chiến thuật của đồ án môn học
- Hiệu suất của các trạm làm việc trong mô phỏng.
- Lead time của hệ thống
4.2.2 Tổng hợp, so sánh kết quả mô phỏng của phần mềm ARENA trước và sau cải tiến
Thời gian mô phỏng 10 phút
Chỉ số Trước cải tiến Model A Model B
Bảng 4.1 So sánh các chỉ số KPI trước và sau cải tiến trong 10 phút chạy mô phỏng
Thời gian mô phỏng 350 phút
Chỉ số Trước cải tiến Model A Model B
Bảng 4.2 So sánh các chỉ số KPI trước và sau cải tiến trong 350 phút chạy mô phỏng
Kết quả trước và sau cải tiến có sự thay đổi rất rõ rệt, biển hiện cụ thể ở số lượng đầu ra (number out), số lượng đầu vào (number in), wip của hệ thống, thời gian chờ, số hàng chờ, hiệu suất làm việc,… Từ bảng tổng hợp, so sánh bên trên; ta thấy ở model A, số lượng thực tế vào giảm nhưng số lượng đầu ra tăng so với mô hình trước cải tiến và WIP giảm từ 15 xuống 14, tức tình trạng tắc nghẽn hàng đợi trên hệ thống không thực sự cải thiện nhiều(Bảng 4.1).
Biểu đồ 4.1 Thể hiện số lượng sản phẩm hoàn thành
So sánh với Model A và Model trước cải tiến, Model B cho thấy sự tăng lên đáng kể của number in lẫn number out, mặc dù WIP giảm so với trước cải tiến nhưng cũng giống như Model A, sự cải tiến này là chưa đáng kể Tuy nhiên, đây là một kết luận quá sớm khi mà chúng ta chỉ thực hiện mô phỏng trong 10 phút, đó chính là lý do chúng ta cần phải tăng thời gian làm việc lên đến 350 phút để xét tính chính xác của dữ kiện và mức độ ổn định của hệ thống.
Biểu đồ 4.2 Thể hiện WIP
Quan sát (Bảng 4.2), ta thấy WIP của Model trước cải tiến và Model A đều tăng đáng kể, cụ thể là khi tăng thời gian chạy mô phỏng từ 10 đến 350 phút thì WIP của model trước cải tiến tăng từ 15 lên đến 45, WIP của model A tăng từ 14 lên đến 43 Trong khi đó, WIP của model B vẫn giờ nguyên con số 14 Chứng tỏ tính ổn định của model B là vượt trội hơn hẳn hai model còn lại Ngoài ra, số lô hoàn thành cũng nhiều hơn mô hình trước cải tiến, số sản phẩm lỗi cũng giảm đến kể Lead time của model B tương đối nhỏ, chỉ có 1.7 phút, trong khi con số này ở model A và model trước cải tiến lần lượt là 5.8 và 4.2
Lý do dẫn đến sự khác biệt này là vì,
- Model A đối với Model trước cải tiến không có cải thiện đáng kể về các chỉ số KPI vì sự thay đổi trong layout sản xuất không lớn Thay vì từ khu vực chiết rót, khu vực đóng nắp, đi qua thẳng khu vực đóng gói sản phẩm; ở model A, người ta chọn thay đổi layout bằng cách đặt thêm một khu vực chứa sản phẩm trung gian (buffer storage); cùng với đó đã di chuyển trạm dán nhãn để rút ngắn khoảng cách đối với kho vật liệu thô (chai) cũng như giảm process time khi thực thể được đưa từ kho đến trạm này.
- Model B so với hai model trước đã thay đổi layout dây chuyền sản xuất bằng cách: lắp ráp thêm băng tải để giảm thời gian thực thể di chuyển từ khu vực dãn nhãn sang khu vực chiết rót Khu vực chiết rót cũng được kết hợp với quá trình đóng nắp chai, thay vì phải từng công đoạn như mô hình cũ, do đó mà thời gian thực hiện qui trình đã giảm đi đáng kể. Khu vực máy móc hỏng và kho buffer cũng đã bị loại bỏ để tiết kiệm mặt bằng nhà xưởng.
4.3 Tính hệ số cân bằng chuyền
Tên công đoạn Cycle time (s)
Phân bố thực thể đầu vào 8
Chiết rót 5 Đóng nắp 5 Đóng gói 110.05
Tỉ số cân bằng chuyền (Line Balance Ratio):
Tên công đoạn Cycle time (s)
Phân bố thực thể đầu vào 8
Chiết rót 5 Đóng nắp 5 Đóng gói 98.09
Tỉ số cân bằng chuyền (Line Balance Ratio):
Tên công đoạn Cycle time (s)
Phân bố thực thể đầu vào 8
Chiết rót và đóng nắp 3 Đóng gói 57.33
Tỉ số cân bằng chuyền (Line Balance Ratio):
Như vậy, từ các tỉ số cân bằng chuyền tính được, ta có thể thấy, mặc dù total của model
A giảm nhưng xét về tính cân bằng chuyền lại không hề cải thiện, thậm chí còn giảm (chỉ đạt 21,46%) Trong khi đó, Model vừa giảm total time vừa đạt được hiệu quả cân bằng chuyền.
Cụ thể, LOB đã tăng từ 38.10% lến 42, 59%, tức tăng 16.64%.
- Chỉ số KPI của Model A có cải thiện nhưng không đáng kể và tính ổn định không cao
- Các số KPI của Model B đều chứng tỏ mức để hiệu quả trong sản xuất cao hơn rất nhiều so với Model A và Model trước cải tiến.
KẾT LUẬN
Qua suốt thời gian dài nỗ lực và cố gắng của 2 thành viên của nhóm là Lương Việt Hoàng Linh và Lâm Triệu Vỹ, cũng như sự hỗ trợ hết mình và kịp thời của thầy Lê Minh Tài, nhóm đã hoàn thành xuất sắc đồ án mang tên: “IMPROVEMENT OF PRODUCTION LINE LAYOUT USING ARENA SIMULATION SOFTWARE” Từ đó tích cho bản thân nhiều kinh nghiệm trong việc xử lý thông tin, dữ kiện đầu vào; sử dụng thành thạo hơn phần mềm đồ họa Sketchup và phần mềm mô phỏng ARENA; xử lý số liệu đầu ra và phân tích KPI hợp lý.
Và sau khi thực hiện xong đồ án này, nhóm cũng kết luận được rằng, trong qui trình sản xuất nước ngọt đóng chai này, chúng ta chọn phương pháp cải tiến là thay đổi layout dây chuyền sản xuất theo Model B vì sự cải thiện trong hệ số cân bằng chuyền đã được chứng minh rất cụ thể và thuyết phục thông qua các số liệu thống kê được, được xuất ra từ mô hình mô phỏng được thực hiện trên phần mềm mô phỏng ARENA Tuy nhiên, ta cũng nên tiến hành chạy mô phỏng trong thời gian lâu hơn để đảm bảo độ hiệu quả trước nó trước khi thực sự đưa vào thực tế.
5.2 Hướng phát triển trong tương lai
Có thể nghiên cứu và phân tích kỹ lương hơn để tiếp tục tìm ra giải pháp cải thiện layout dây chuyền sản xuất tối ưu nhất có thể.
