Luận văn tốt nghiệp Đề tài thiết lập định mức và tái điều độ Công việc tại xưởng gỗ Công ty SCAMCOM VN

Luận văn tốt nghiệp Đề tài thiết lập định mức và tái điều độ Công việc tại xưởng gỗ Công ty SCAMCOM VN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT LẬP ĐỊNH MỨC

VÀ TÁI ĐIỀU ĐỘ CÔNG VIỆC

TẠI XƯỞNG GỖ - CÔNG TY SCAMCOM VN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Nội dung của luận văn tốt nghiệp: thiết lập qui trình xây dựng định mức thời gian sản xuất cho đơn vị sản phẩm nhằm phục vụ cho công tác lập kế hoạch và điều độ, giúp tăng tính chính xác, giảm nguy cơ trễ đơn hàng

Luận văn bắt đầu từ việc xác định các biến động ảnh hưởng đến thời gian sản xuất, các phương pháp đánh giá hiệu suất công việc, các yếu tố nghiên cứu thời gian Sau khi đã có đầy đủ các yếu tố cần thiết, luận văn tiến hành thu thập các số liệu liên quan và thiết lập ra qui trình tính toán thời gian sản xuất thực cho đơn vị sản phẩm

Bên cạnh đó, luận văn ứng dụng vào cho một sản phẩm cụ thể, đưa ra mô hình thời gian sản xuất thực cho sản phẩm, kết hợp với điều độ sản xuất để tính toán khả năng đáp ứng đơn hàng cũng như độ chính xác của qui trình

MỤC LỤC

2.1.2 Ứng dụng của việc xây dựng định mức thời gian 4

2.1.4 Những yếu tố trong nghiên cứu thời gian (Time Study) 52.1.5 Phương pháp xác định định mức thời gian 62.1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến định mức thời gian 92.1.7 Phương pháp đánh giá hiệu suất công việc 92.1.8 Độ điều chỉnh đánh giá hiệu suất công việc 12

2.2.5 Các đặc điểm của quá trình và các ràng buộc 192.2.6 Các hàm mục tiêu về năng xuất và thời gian hoàn thành các công việc 19

2.2.10 Thuật Toán Johnsons Cho 2 Máy Trong Môi Trường Flow Shop 232.2.11 Điều độ cho hệ thống flow shop linh họat ……… 23

2.4.2Thiết kế vị trí làm việc, thiết bị và công cụ 34

2.4.5 Cách xác định chiều dài các đoạn cơ thể 352.4.6Các nguyên tắc thiết kế vị trí lao động ngồi 35

2.6.4 Vận chuyển bán phẩm giữa các trạm làm việc 39

2.6.5 Những dạng khác nhau của dây chuyền lắp ráp bằng tay 39

3.2 vị trí nhà máy công ty Scan com Việt Nam: 433.3 sơ lược lịch sử hình thành và phát triển công ty ScanCom: 433.3.1 Doanh thu của công ty ScanCom trong những năm 1995 – 2007 453.3.2 tầm nhìn, sứ mạng và giá trị cốt lõi của công ty : 463.4 qui trình quản lý hiện tại của công ty scancom: 47

3.6.1 các sản phẩm chính của xưởng gỗ gồm có : 493.6.2 Qui trình công nghệ của xưởng gỗ51

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HÓA52

5.2.2Bài toán điều độ của phân xưởn 77

5.2.3 Số liệu bài toán 78

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2.1 Sơ đồ các loại điều chỉnh theo chức năng 15Hình 2.2 Sơ đồ dòng thông tin trong hệ thống sản xuất 17

Hình 2.11 Vùng làm việc chuẩn và tối đa trong mặt phẳng ngang 38Hình 2.12 Vùng làm việc chuẩn và tối đa trong mặt phẳng đứng 38

Hình 3.1 Dòng lưu chuyển nguyên vật liệu đến thành phẩm của công ty Scancom 44

Hình 3.3 Vị trí nhà máy công ty Scancom Việt Nam 45

Hình 3.5 Qui trình quản lý hiện tại của công ty Scancom Việt Nam 49

Hình 4.1 Qui trình áp dụng để tính thời gian sản xuất 54Hình 4.2 Biểu đồ thể hiện các yếu tố ảnh hưởng thời gian sản xuất thực 58

Hình 5.2 Sơ đồ gantt sau khi hiệu chỉnh 58

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 4.1 Mẫu bảng biểu dùng để nhập thông số kỹ thuật chi tiết 55Bảng 4.2 Mẫu bảng biểu dùng ghi nhận thông số kỹ thuật 56Bảng 4.3 Những yếu tố liên quan đến thời gian sản xuất 58

Bảng 4.5 Hệ số bù trừ thời gian người tương ứng từng loại máy 62

Bảng 5.1: Qui trình gia công sản phẩm bàn Hawaii Recttable 69

Bảng 5.4 Thời gian gia công kỹ thuật của sản phẩm 74

Bảng 5.6 Bảng kết quả thời gian sản xuất một sản phẩm 78

Bảng 5.17 Bước lặp thứ 6 của giải thuật FFLL 86

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ :

Scancom là tập đoàn chuyên sản xuất đồ gỗ dùng cho ngoài trời Hiện tại công ty đangsản xuất và cung cấp hàng cho nhiều nhà phân phối tại Châu Âu cũng như thị trường

Mĩ Các chủng loại hàng hóa của công ty rất đa dạng và phong phú, chủ yếu là phục vụcho việc trang trí ngoại thất của các khu nghỉ mát và khách sạn lớn trên thế giới Sảnphẩm là hàng ngoài trời do đó vòng thời gian tồn tại là rất ngắn Các mặt hàng thay đổiliên tục và thuờng ít lặp lại giữa những mùa hàng

Công ty sản xuất chủ yếu theo đơn đặt hàng nhằm phục vụ cho việc trang tríngoại thất nên đơn hàng thường nhỏ và sản xuất trong thời gian ngắn nhằm phục vụ chomột số khách hàng đặc biệt Chính vì thế thời gian sản xuất thử và quy mô sản xuất thử

là rất nhỏ Việc này đặt ra một thách thức rất lớn đối với công tác hoạch định năng lựcsản xuất của công ty Do đó việc xác định thời gian sản xuất của 1 đơn hàng phải nhanhchóng và chính xác nhằm phục vụ cho công tác lập kế hoạch và điều độ, giúp tăng tínhchính xác giảm nguy cơ trễ đơn hàng

Hiện tại công ty xác định thời gian giao hàng cũng như giá thành sản xuất củasản phẩm dựa trên việc ước lượng thông qua những mặt hàng đã gia công tương tự.Việc xác định này được thực hiện bởi bộ phận kĩ thuật và phòng kế hoạch sau khi nhậnđược thông tin về đơn hàng từ bộ phận bán hàng

Từ thực tế trên, có thể thấy việc xác định định mức thời gian sản xuất cho từngsản phẩm và từng quy trình gia công khác nhau một cách chính xác và tin cậy là rấtquan trọng vì nó hỗ trợ cho công ty xác định thời gian giao hàng cũng như giá thành sảnxuất một cách nhanh chóng ngay khi nhận được đơn đặt hàng

Hiện nay công ty ước lượng thời gian sản xuất dựa trên thời gian gia công mẫucộng thêm một khoảng thời gian an toàn dựa trên kinh nghiệm, phương pháp này cóthuận lợi là tính toán nhanh và có tính hiệu quả với những đơn hàng tương tự như nhau.Tuy nhiên thực tế là do sự thay đổi liên tục của các đơn hàng cũng việc sản xuất cùnglúc nhiều đơn hàng nên thời gian sản xuất thường biến động rất nhiều so với thời gianước lượng khi lập kế hoạch sản xuất, đây là điều hoàn toàn không mong muốn đối vớinhững người quản lí sản xuất của công ty

Vì thế yêu cầu cần thiết hiện nay chính là một mô hình tính thời gian sản xuấtthực dựa trên thời gian gia công mẫu có độ tin cậy cao để sử dụng vào việc hoạch địnhnăng lực sản xuất của nhà máy

1.2 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN

 Thiết lập qui trình xây dựng định mức thời gian sản xuất cho đơn vị sản phẩmtrên cơ sở khảo sát thời gian công mẫu

 Áp dụng cụ thể cho công ty TNHH Scancom Việt Nam để hỗ trợ việc hoạchđịnh năng lực sản xuất hiện tại của công ty

1.3 NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN

 Tìm hiểu lý thuyết về thiết lập định mức thời gian, đánh giá hiệu suất công việc

 Tìm hiểu lý thuyết về điều độ cho mô hình flexible Flowshop

 Tìm hiểu về hoạt động sản xuất của công ty, thu thập và xử lý số liệu

 Thiết lập qui trình xây dựng định mức thời gian cho đơn vị sản phẩm

 Áp dụng cho một sản phẩm cụ thể, khảo sát trên một đơn hàng trong quá khứ đểđánh giá nghiên cứu và định hướng mở rộng

Các cơ sở nghiên cứu lý thuyết có liên quan (như hoạch định năng lực sản xuất,định mức thời gian,…)sẽ được tìm hiểu để có thể tạo được nền tảng lý luận nhằm giảiquyếr các vấn đề mong muốn, đồng thời cụng hỗ trợ cho việc thu thập, phân tích và xử

lý số liệu dễ dàng hơn

Để có một cái nhìn khái quát về phương pháp luận, sau đậy là sơ đồ tóm tắt:

Hình 1.1: Phương pháp luận của luận văn

1.5 CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Chương 1 : Giới thiệu

Chương này nêu lên lý do hình thành đề tài, đưa ra các mục tiêu, nội dung cụ thể thựchiện, phương pháp luận và trình bày cấu trúc của luận văn

Chưong 2: cơ sở lý thuyết

Chương này trình bày các khái niệm, cơ sở lý thuyết về nghiên cứu định mức thời gian,

lý thuyết về điều độ sản xuất liên quan đến đề tài luận văn

Chương 3: Tổng quan về công ty TNHH Scancom Việt Nam

Chương này giới thiệu sơ lược về công ty Scancom Việt Nam

Chương 4: Mô hình hóa

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sản xuất, mô hình hóa dâ chuyền sản xuất,thiết lập qui trình tính toán thời gian sản xuất thực của sản phẩm, các thủ tục của giảithuật tải chuyền linh họat (Flexible Flow line Loading – FFLL)

Chương 5: Thưc hiện tính toán cho một sản phẩm cụ thể

Chương này thực hiện tính toán cho sản phẩm bàn Hawai, khảo sát trên một đơn hàng

để đánh giá độ tin cậy của qui trình

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

Chương này trình bày những kết quả luận văn đã đạt được, đánh giá kết quả và đề xuấthướng phát triển trong tương lai

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỊNH MỨC THỜI GIAN

2.1.1 Khái niệm cơ bản: [1, 127]

Nghiên cứu thời gian là một kỹ thuật thiết lập định mức thời gian cho phép để hoànthành công việc đã cho Kỹ thuật này dựa trên cơ sở đo lường công việc được chứatrong phương pháp đã mô tả, với sự thừa nhận hợp lý sự mệt mỏi và cá tính con người

để tránh chậm trễ khi thực hiện công việc được giao

2.1.2 Ứng dụng của việc xây dựng định mức thời gian: [2]

Định mức là một nền tảng được chấp nhận rộng rãi và được dùng để so sánh về phươngdiện đánh giá công việc, chúng thường hay gọi là các định mức lao động hoặc các địnhmức máy Định mức lao động là khoảng thời gian cần thiết mà một công nhân đã đượcđào tạo dùng để thực hiện xong một nhiệm vụ được giao, theo một phương pháp quyđịnh, với sự nỗ lực và khéo léo trung bình Định mức lao động khó xây dựng hơn so vớiđịnh mức máy móc, vì các yếu tố như tay nghề, sức lực và khả năng chịu đựng khônggiống nhau giữa người này với người khác Ngược lại các máy móc cùng chủng loại,như các Rôbô chẳng hạn, cũng thực hiện những nhiệm vụ lặp lại như nhau, rất ít khácgiữa máy này với máy khác Lấy định mức công việc làm cộng cụ quản lý, các nhà quản

lý đã sử dụng các định mức này theo nhiều cách:

 Khuyến khích công nhân: Có thể dùng các định mức để xác định khối lượngcộng việc trong một ngày, do đó sẽ kích thích công nhân tăng năng suất Ví dụ,với kế hoạch trả lương khuyến khích, công nhân sẽ được phần thưởng xứngđáng khi làm ra thành phẩm vượt định mức

 So sánh với các thiết kế quá trình tương tự có thể thay thế nhau: Các định mứcthời gian được dùng để so sánh các quy trình sản xuất khác nhau cho cùng mộtsản phẩm Nhà quản lý cũng có thể dùng định mức thời gian để đánh giá cácphương pháp làm việc mới, và để ước lượng những ưu điểm của việc sử dụngthiết bị mới

 Lên lịch trình: Nhà quản lý cần có định mức thời gian để giao nhiệm vụ chocông nhân và cho máy móc nhằm sử dụng các tiềm năng một cách hiệu quả nhất

 Hoạch định năng lực sản xuất: Nhờ có định mức thời gian của các nhiệm vụ, nhàquản lý có thể xác định các yêu cầu về năng lực sản xuất hiện tại và các dự kiếncho tương lai với các yêu cầu mang tính chất bắt buộc đã đặt ra Các quyết địnhđầu tư vốn và lực lượng sản xuất cho dài hạn có thể cũng cần đến các ước lượngthời gian này

 Xác định giá thành và giá cả

 Đánh giá hiệu năng

2.1.3 Các thiết bị nghiên cứu thời gian

 Đồng hồ bấm giờ (Stopwatch):

Ngày nay người ta sử dụng hai loại đồng hồ bấm giờ: (1) loại truyền thống, đồng hồbấm được đến 0.01 phút Và (2) là loại đồng hồ điện tử, thường được sử dụng nhiều

 Máy quay phim:

Máy quay phim (videotape cameras) là phương pháp ghi lại hoạt động của người vậnhành và thời gian trôi qua Chúng có thể thiết lập định mức bằng cách chiếu phim ởcùng tốc độ mà những hình ảnh được ghi nhận và sau đó tính mức độ thực hiện củangười vận hành

 Đồng hồ bấm giờ điện tử có sự hỗ trợ của máy tính

Dữ liệu quan sát được mã hóa và ghi lại trong bộ nhớ máy tính Thiết bị ghi OS-3 chophép nhà phân tích lựa chọn thiết bị thời gian thích hợp cho việc nghiên cứu Sau khilựa chọn và tổng hợp dữ liệu vào, thiết bị OS-3 giao tiếp với máy in để in ra các báocáo: thời gian tổng cộng, chu kỳ, thời gian trung bình, mức độ thực hiện, thời gianchuẩn, các thời gian bù trừ

 Bìa cứng dùng cho việc nghiên cứu thời gian:

Khi bấm giờ được thực hiện, nhà phân tích tìm bìa cứng thích hợp để giữ các mẫu(forms) nghiên cứu thời gian và bấm giờ Tấm bìa phải nhẹ và đủ cứng Tất cả các chitiết nghiên cứu được nghi nhận lại trên mẫu nghiên cứu

2.1.4 Những yếu tố trong nghiên cứu thời gian (Time Study) [2]

 Chọn người thao tác

Tiêu chuẩn cho sự chọn lọc thao tác viên: Kỹ năng trung bình, một thao tác viên phải làtrung bình hoặc có phần là ở trên tính trung bình trong sự thực hiện nghiên cứu tốt hơnmột ít

 Tích hợp với thao tác viên

Ghi thông tin quan trọng bao gồm:

 Chia cắt thao tác trong những phần tử

Mỗi quá trình có thể được chia nhỏ vào trong những hoạt động nhỏ hơn Mỗi hoạt động

có thể được chia nhỏ trong những nhóm những sự chuyển động được biết như” nhữngphần tử”

 Tiêu chuẩn chọn lọc phần tử

Mỗi phân tử phải cho phép phân rõ ràng sự bắt đầu và sự kết thúc

2.1.5 Phương pháp xác định định mức thời gian [2]

Phương pháp hay gặp nhất để thiết lập các định mức thời gian cho một công việc làkhảo sát thời gian

a Một công việc được chia thành nhiều phần nhỏ hơn, dùng đồng hồ bấm giờ, nhàphân tích tiến hành một khảo sát thực nghiệm bằng cách tính giờ đối với một công nhân

đã huấn luyện thực hiệc các phần việc đó qua một số chu kỳ công tác, rồi tính thời giancho từng phần việc

b.Thu được các thông tin từ việc khảo sát thử nghiệm đó, nhà phân tích sẽ xác địnhđược quy mô lấy mẫu như vậy có đủ để cho độ chính xác như yêu cầu trong việc ướclượng thời gian trung bình hay không Nếu không, phải tiến hành thêm những quan sát

bổ sung

c Khi quy mô lấy mẫu được xem là đủ, nhà phân tích bước sang giai đoạn xây dựngđịnh mức thời gian cho công việc đó, bằng cách bổ sung thêm những thông tin như đánhgiá mức độ hoàn thành và khấu trừ bớt thời gian để tránh các biến động trong sản xuấtPhương pháp xác định thời gian định mức gồm các bước sau:

Bước 1: Chọn các phần việc

Bước đầu tiên trong một cuộc khảo sát thời gian là chọn các phần việc đặc trưng Chọncác phần việc phải tiến hành một số cân nhắc Trước hết mỗi phần việc phải có điểm bắtđầu và điểm kết thúc rõ ràng để thuận tiện trong việc đọc đồng hồ bấm giờ Thứ hai,tránh chọn các phần việc chỉ kéo dài dưới 3 giây vì rất khó tính giờ Cuối cùng, cácphần việc này phải tương ứng với môi trường làm việc tiêu chuẩn Phải phân biệt cácthao tác ngẫu nhiên không liên quan một cách bình thường với nhiệm vụ, và phải táchchúng ra khỏi công viêc lặp lại này

Bước 2: Đo thời gian công việc

Sau khi đã xác định được các phần việc đặc trưng, người ta chọn một công nhân đãđược huấn luyện về phương pháp làm việc đó để khảo sát Tiếp theo nhà phân tích đothời gian người công nhân phải làm cho từng công việc để có một tập hợp số liệu theodõi đầu tiên Bấm giờ liên tục là phương pháp thường được sử dụng để đo thời giancông việc Với phương pháp này, nhà phân tích ghi lại các kết quả đọc của đồng hồ bấmgiờ ứng với từng phần việc vào lúc hoàn thành phần việc đó Thời gian của từng phầnviệc (t) chính là chênh lệch giữa hai kết quả đọc đồng hồ liên tục kề nhau

Một kỹ thuật đo thời gian khác tương đương, gọi là phương pháp snap-shack.Trong phương pháp này người ta bấm lại đồng hồ về zero sau mỗi lần hoàn thành từngphần việc Mặc dù cách này cho trực tiếp các số liệu thời gian ứng với từng quan sát,nhưng đòi hỏi người theo dỏi phải đọc và ghi lại các trị số thời gian, đồng thời phải bấmđồng hồ mỗi lần kết thúc một phần việc Đôi khi dùng hai đồng hồ, một cái ghi thời gianphần việc trước và một cái để đo phần việc kế sau Tuy nhiên, nếu có những phận việcnào đó thực hiện quá nhanh thì khó mà ghi được thời gian chính xác

Bước 3: Xác định kích thước mẫu.

Cách lấy mẫu dựa trên luật xác suất cơ bản: tại một thời điểm xác định, một sự kiện cóthể xảy ra hoặc không xảy ra Các nhà thống kê đã dùng công thức sau để diễn đạt xác

suất x lần xuất hiện của sự kiện trong n lần quan sát:

Trong đó: p là xác suất xuất hiện 1 sự kiện đơn

q là xác xuất không xuất hiện của sự kiện

sẽ được xấp xỉ thành các thông số của phân bố chuẩn

Trong công tác lấy mẫu, chúng ta lấy một mẫu với kích thước n để cố gắng ước lượng p.

Chúng ta kì vọng giá trị pˆ nằm trong vùng p± 2 giá trị độ lệch chuẩn trong 95% thời gian Nói cách khác, nếu p là giá trị cho trước, chúng ta có thể kì vọng pˆ nằm ngoài

vùng p± 2 giá trị độ lệch chuẩn chỉ 5 lần trong 100 quan sát.

Lý thuyết này có thể dùng để ước lượng kích thước mẫu cần thiết để đạt được một mức

độ chính xác cho trước Công thức tính độ lệch chuẩn

n

p p n

pq

p

) 1 ( 





Trong đó σ p : độ lệch chuẩn của giá trị %

p : giá trị % của số lần xuất hiện n: tồng số quan sát.

Đặt 1.96σ là giá trị giới hạn được chấp nhận l ở độ tin cậy 95%:

l = 1.96σ =1.96

n pq

Xấp xỉ 1.96 lên 2, bình phương 2 vế và biến đổi, ta có công thức sau:

2 2

)1(44

l

p p l

Số quan sát cần thực hiện là:

153601

0

)04.01(

Bước cuối cùng là thiết lập định mức Trước hết nhà phân tích xác định thời gianchuẩn (normal time – NT) cho từng phần việc bằng cách phán đoán tốc độ thực hiện củangười công nhân được khảo sát Nhà phân tích phải đánh giá tốc độ của công nhân đóthấp hơn hay cao hơn mức trung bình, mà còn phải biết thấp hơn hay cao hơn bao nhiêu.

Nhà phân tích gán một hệ số đánh giá hiệu năng (performance rating factor – RF) cho sự thực hiện của người công nhân đó trong từng phần việc Hệ số đánh giá hiệu

năng lớn hơn 1 nghĩa là trong đánh giá chủ quan của người quan sát, việc thực hiện củangười công nhân là nhanh hơn khi anh ta làm trong điều kiện bình thường (nghĩa là sảnxuất được nhiều sản phẩm hơn trong cùng một khoảng thời gian đã cho) Trong nhữngtrường hợp khác việc thực hiện của công nhân có thể thấp hơn khi anh ta làm trong điềukiện bình thường Sự xếp hạng này là một phán quyết duy nhất của nhà phân tích dựatrên kinh nghiệm

Một hệ số khác mà nhà phân tích phải nhận biết là tần số xuất hiện Fi (frequecy ofoccurrnce) của một phần việc cụ thể trong chu kỳ làm việc vì một phần việc có thể

không được thực hiện trong mọi chu kỳ

Nhà phân tích sẽ nhân thời gian trung bình (ti ) với tần suất (F i) của phần việc

đó trong mỗi chu kì, và với hệ số đánh giá (RF i) để thu gọn thời gian bình thường chophần việc I và thời gian bình thường cho chu kỳ (normal time for a cycle – NTC), tứclà:

) )(

I I

Trong đó, A là tỷ lệ của thời gian bình thường được bổ sung do dung sai: 0 <A <1.Trong quá trình khảo sát thời gian định mức, người khảo sát sẽ phải thực hiện 4 loạiquyết định sau:

 Thứ nhất, phải xác định các phần việc bao gồm trong quá trình khảo sát

Như đã chỉ rõ, các phần việc này không được quá ngắn và phải có các điểm bắt đầu vàđiểm kết thúc rõ ràng Đồng thời, có một số phần việc có thể xảy ra không thườngxuyên và bất quy tắc, nhà phân tích phải bảo đảm gộp thêm thời gian cho các phần việcnày

 Thứ hai, có thể nhà phân tích phải loại bỏ một số thời gian theo dõi vì phần việc

đó không đặc trưng cho công việc

Một trường hợp dể thấy là người công nhân bất ngờ đánh rơi dụng cụ, nhưng các phầnviệc không đặc trưng như vậy không phải lúc nào cũng dễ thấy Trong một số trườnghợp một sự cố bất ngờ, như hỏng máy chẳng hạn, có thể làm sai lệch kết quả Nếunhững thời gian không đặc trưng đó không được loại bỏ, định mức sẽ bị sai Tuy nhiên,nhà phân tích phải dùng quyền phán quyết trong việc xác định những thời gian nào phảiloại trừ

Thông thường giá trị này nằm trong khoảng từ 10 dến 20 phần trăm thời gian bìnhthường Nó là khoảng khấu trừ cho các yếu tố như sự mệt mỏi hoặc các chậm trễ khôngmong muốn mà việc đo lường rất khó thực hiện Thông thường thì chỉ có một số ít côngnhân được theo dõi trong một quá trình khảo sát thời gian, và hiệu năng của họ ít khiphù hợp với quan điểm được dùng trong việc xác định tiêu chuẩn Do đó, nhà phân tíchphải có ý kiến phán quyết về thời gian theo dõi trung bình để ước tính thời gian mà mộtngười được huấn luyện cần phải có để thực hiện nhiệm vụ này với một tốc độ bìnhthường.

 Thứ tư, là đánh giá tốc độ thực hiện của công nhân

Chẳng may, nhà phân tích lại không thể tránh phán quyết nếu không muốn khảo sát tất

cả công nhân và dùng thời gian trung bình của họ làm định mức trong việc đánh giáhiệu năng Nếu những công nhân đó làm nhanh, thì sẽ không công bằng trong việc xâydựng định mức dựa trên thời gian trung bình của họ, nhất là khi có liên quan đến một kếhoạch kích thích sản xuất bằng lương

2.1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến định mức thời gian [2]

Để có thể xác định được thời gian gia công và kiểm soát được các yếu tố tác động đếnthời gian thực hiện của công nhân và cách định lượng chúng Các nhân tố ấy bao gồm :

2.1.7 Phương pháp đánh giá hiệu suất công việc [1, 148]

Có nhiều phương pháp thực hiện đánh giá hiệu suất công việc Trong đó, hệ thốngWestinghouse là một trong những hệ thống đánh giá hiệu suất công việc lâu đời nhất vàđược sử dụng rộng rãi nhất Hệ thống được phát triển bởi Công ty Điện lựcWestinghouse (Westinghouse Electric Corporation) và sau đó được mô tả chi tiết ởLowry, Maynard và Stegemerten năm 1940 Phương pháp này xem xét 4 yếu tố là kỹnăng, nổ lực, điều kiện làm việc và tính nhất quán Lý thuyết về hệ thống Westinghouseđược tóm tắt như sau:

nó có liên quan tới năng khiếu của con người Kỹ năng của công nhân có được

từ kinh nghiệm làm việc và năng lực được thừa hưởng Thực tế làm việc sẽ giúpphát triển và đóng góp cho kỹ năng nhưng nó không thể thay thế cho năng lựcsẵn có

Kỹ năng được chia ra 6 bậc: xuất sắc, tốt, khá, trung bình, dưới trung bình và kém.Người quan sát sẽ đánh giá kỹ năng thực hiện công việc của công nhân dựa trên 6 bậctrên và chuyển chúng thành giá trị phần trăm tương ứng Giá trị phần trăm này đượccộng với giá trị đánh giá nổ lực, điều kiện làm việc và tính nhất quán để tạo thành giá trịđánh giá tổng cộng

Bảng 2.1: Đánh giá theo kỹ năng

việc Nổ lực còn được xem như là tốc độ khi ứng dụng kỹ năng và có thể điềuchỉnh bởi công nhân Khi đánh giá nổ lực, nhà phân tích xem xét những nổ lực

công nhân, không ảnh hưởng đến công việc Chúng bao gồm những yếu tố nhưnhiệt độ, thông gió, ánh sáng và tiếng ồn Điều kiện làm việc cụ thể sẽ được sosánh với điều kiện bình thường Những yếu tố khác như công cụ, vật liệu khôngđược xét trong phần này

Bảng 2.3: Đánh giá theo điều kiện làm việc

sẽ có tính nhất quán hoàn hảo Tuy nhiên, điều này ít khi xảy ra, thời gian thựchiện luôn có khuynh hướng phân tán do tác động của nhiều yếu tố ngẫu nhiênnhư độ cứng của nguyên liệu, độ sắc của dụng cụ, chất bôi trơn, kỹ năng và nổlực của công nhân, đọc đồng hồ sai, và những yếu tố bên ngoài khác

Có 6 bậc đánh giá của tính nhất quán với các giá trị đại số tương ứng thay đổi từ +0.04đến -0.04

Bảng 2 4 : Đánh giá theo tính nhất quán

Trong đó: NT = thời gian bình thường

OT = thời gian quan sát

R = hệ số đánh giá(R  1)

Hệ số này chỉ áp dụng cho những hoạt động do người thực hiện, tất cả những hoạt động

do máy điều khiển được đánh giá là 100 phần trăm

2.1.8 Độ điều chỉnh đánh giá hiệu suất công việc

Các nghiên cứu về thời gian chỉ được thực hiện trong những thời đoạn ngắn Vì vậy,thời gian bình thường (NT) được mô tả ở phần trên không bao gồm những trì hoãnkhông tránh được mà đôi khi không được quan sát và những thời gian thất thoát chínhđáng khác Bejamin và Andris (1999) đã đưa ra khái niệm độ điều chỉnh (allowance)như là phần bù trừ cho những thời gian thất thoát trên Lý thuyết về độ điều chỉnh đượctóm tắt như sau:

a Độ điều chỉnh được áp dụng theo ba cách:

Cho thời gian chu kỳ tổng: diễn tả phần trăm thời gian bù trừ cho những trì hỗn vì nhu

cầu cá nhân, quét dọn nơi làm việc và vơ dầu máy mĩc

Cho máy mĩc: thời gian trừ hao cho bảo trì dụng cụ và biến thiên nguồn điện.

Cho cơng việc bằng tay: thời gian trừ hao cho mệt mỏi và những trì hỗn khơng tránh

được

B phương pháp thường được sử dụng để xây dựng độ điều chỉnh:

Nghiên cứu quá trình sản xuất: địi hỏi người quan sát lấy hai hoặc ba cơng đoạn trong

một khoảng thời gian dài Người quan sát sẽ ghi lại thời gian chu kì quan sát và lí docủa những khoảng thời gian rỗi Sau khi thiết lập được những mẫu thích hợp, ngườiquan sát sẽ xác định phần trăm điều chỉnh cho mỗi đại lượng quan tâm Dữ liệu về thờigian thu thập được theo phương pháp này phải được điều chỉnh thành mức độ hoạt độngbình thường

Phương pháp lấy mẫu: phương pháp này địi hỏi phải lấy một số lượng lớn các quan sát

ngẫu nhiên Người quan sát khơng cần dùng đồng hồ để bấm giờ mà chỉ cần đi tới khuvực cơng nhân làm việc ở những thời điểm ngẫu nhiên và ghi chú lại cơng việc mà cơngnhân đĩ đang thực hiện Số lần trì hỗn sẽ được ghi lại và chia cho tổng số lần quan sát

Từ đĩ sẽ tính được độ điều chỉnh cần thiết cho cơng nhân

Sơ đồ các loại điều chỉnh theo chức năng trình bày các yếu tố cấu thành nên độ điềuchỉnh

Nhu cầu

cá nhân Mệt mỏicơ bản Mệt mỏithay đổi Trì hoãn khôngtránh được tránh đượcTrì hoãn Điều chỉnhthêm Điều chỉnhchính sách

Tổng Điều chỉnh + bình thườngThời gian = Thời gianchuẩn

Hình 2.1: Sơ đồ các loại điều chỉnh theo chức năng.

(Nguồn: [2, 18])

Nhu cầu cá nhân: bao gồm những sự tạm dừng cơng việc để duy trì hoạt động của con

người, ví dụ như đi uống nước hay đi vệ sinh Điều kiện làm việc và loại cơng việc ảnhhưởng đến thời gian cần thiết cho nhu cầu cá nhân Khơng cĩ cơ sở khoa học nào choviệc đưa ra phần trăm điều chỉnh, nĩ phụ thuộc vào đánh giá chủ quan Thực nghiệmcho thấy 5 phần trăm tức là 24 phút trong 8 giờ làm việc là thích hợp cho điều kiện làmviệc thơng thường Lazarus (1968) cho rằng trong 235 nhà máy thuộc 23 ngành cơngnghiệp, độ điều chỉnh cho nhu cầu cá nhân thay đổi từ 4.6 đến 6.5 phần trăm Do đĩ 5phần trăm được xem là thích hợp cho phần lớn cơng nhân

Mệt mỏi cơ bản: độ điều chỉnh là hằng số khi xét đến năng lượng tiêu hao để thực hiện

công việc và để làm giảm bớt sự đơn điệu Một giá trị 5 phần trăm của thời gian bìnhthường được xem là thích hợp cho một công nhân thực hiện một công việc nhẹ, trongkhi ngồi, dưới điều kiện làm việc và không có yêu cầu gì đặc biệt khác

Với độ điều chỉnh 5 phần trăm cho nhu cầu cá nhân và 4 phần trăm cho mệt mỏi cơ bản,hầu hết công nhân được cho 9 phần trăm cho điều chỉnh cơ bản Những độ điều chỉnhkhác sẽ được thêm vào nếu cần thiết

Mệt mỏi thay đổi: các yếu tố ảnh hưởng đến loại mệt mỏi này bao gồm: điều kiện làm

việc, đặc biệt là tiếng ồn, nhiệt độ và độ ẩm, bản chất công việc như tư thế, sử dụng cơbắp, công việc buồn tẻ, và sức khỏe chung của công nhân Mặc dù có nhiều nghiên cứuđược thực hiện để đo lường loại mệt mỏi này nhưng cho tới nay vẫn chưa có nghiên cứunào thành công hoàn toàn Vì vậy, Văn phòng Lao động Quốc tế (ILO, 1957) đã đưa ranhững ảnh hưởng của những điều kiện làm việc khác nhau để làm cơ sở cho việc tínhtoán những hệ số điều chỉnh thích hợp

Trì hoãn không tránh được: bao gồm những sự gián đoạn do tiếp xúc với người giám

sát, trao đổi công việc với người khác; nguyên liệu không ổn định; và những trì hoãn dokết quả của việc phân công nhiều máy cho một công nhân Thời gian lau chùi và tra dầumáy móc, thời gian dừng máy do hư hỏng nhỏ và thời gian bảo trì dụng cụ cũng đượctính trong phần này

Trì hoãn tránh được: như nói chuyện với nhau trong lúc làm việc, nghỉ ngơi quá thời

gian cho phép Khi thiết lập chuẩn thời gian, độ điều chỉnh loại này không được tính

Độ điều chỉnh thêm: được tính cho những công việc có thể phát sinh.

Độ điều chỉnh theo chính sách: được sử dụng trong những tình huống ngoại lệ như cho

công nhân mới, công việc với trách nhiệm nhẹ v.v Chúng được quyết định bởi nhàquản lý hay tổ chức Công đoàn

Có hai cách để áp dụng độ điều chỉnh Trong đó, cách phổ biến nhất là cộng một tỉ lệphần trăm vào thời gian bình thường (NT), độ điều chỉnh khi đó chỉ dựa trên thời giansản xuất Công thức tính thời gian chuẩn:

ST = NT*(1 + allowance)

Trong đó: ST = thời gian chuẩn

NT = thời gian bình thường

Một số công ty áp dụng độ điều chỉnh bằng cách tính phần trăm cho cả ngày làm việcbởi vì thời gian sản xuất thật không được tính

Đánh giá độ điều chỉnh đòi hỏi người phân tích phải cẩn thận Giá trị thời gian chuẩnđạt được sẽ không có nghĩa nếu trong quá trình phân tích, các công đoạn được chia nhỏhợp lý, đo lường thời gian chính xác, đánh giá hiệu suất công việc chính xác nhưng lạiphân cho độ điều chỉnh một cách tùy ý Nếu độ điều chỉnh được cho quá cao sẽ dẫn đếnchi phí sản xuất cao một cách vô lý, ngược lại nếu độ điều chỉnh được cho quá thấp sẽgây ảnh hưởng không tốt đến công nhân và hoạt động sản xuất của công ty

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU ĐỘ SẢN XUẤT

2.2.1 Vai trò và tác động của điều độ:

Điều độ đóng vai trò quan trọng trong sản xuất và dịch vụ Nó được sử dụng trong hoạtđộng sản xuất và dịch vụ, trong vận chuyển và phân phối và trong quá trình thông tinliên lạc Hoạt động của điều độ trong một công ty là sử dụng các kỹ thuật toán học hay

các phương pháp kinh nghiệm để phân bổ các nguồn lực giới hạn để thực hiện côngviệc Một sự phân bổ đúng các nguồn lực cho phép công ty tối ưu các mục tiêu và đạtcác mục đích Các nguồn lực có thể là máy móc trong phân xưởng hay đường băng củasân bay… Công việc có thể là các tác vụ ở phân xưởng, việc cất cánh và hạ cánh ở sânbay, các giai đoạn trong một dự án xây dựng… Mỗi công việc có một độ ưu tiên, thờiđiểm có thể bắt đầu sớm nhất và ngày tới hạn Các mục tiêu có thể có nhiều dạng nhưcực tiểu thời gian hoàn thành để hoàn thành tất cả các công việc hay cực tiểu số côngviệc bị trễ.

2.2.2 Chức năng điều độ trong một tổ chức

Chức năng của điều độ trong một hệ thống sản xuất hay một tổ chức dịch vụ phải tươngtác với các chức năng khác Những tương tác này phụ thuộc vào hệ thống và có thể khácbiệt giữa hệ thống này với hệ thống khác

2.2.2.1 Điều độ trong sản xuất [3, 14]

Trước hết, chúng ta mô tả một môi trường sản xuất tổng quát và xem xét vai trò củađiều độ trong môi trường sản xuất

Các đơn hàng được phát vào hệ thống phải được chuyển thành các công việc cóngày tới hạn xác định Các công việc này thường phải gia công trên nhiều máy trongxưởng sản xuất theo một trình tự cho trước Quy trình gia công của các công việc đôikhi có thể bị trì hoãn nếu máy bận, hay sự ưu tiên xảy ra khi công việc có độ ưu tiên caohơn đến máy và phải gia công ngay lập tức, các sự kiện khác như máy hư, hay thời giangia công của các công việc lâu hơn dự kiến,… Các sự kiện phải được xem xét vì chúngảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất Phát triển một kế hoạch chi tiết các công việc sẽ giúpduy trì hiệu suất và kiểm soát các tác vụ

Phân xưởng không phải là phần duy nhất của tổ chức tác động đến kế hoạch sảnxuất Kế hoạch sản xuất còn bị ảnh hưởng bởi quá trình hoạch định sản xuất, hoạch địnhdài hạn và ngắn hạn cho toàn bộ tổ chức Quá trình này nhắm vào tối ưu hóa hỗn hợptoàn bộ các sản phẩm của công ty và phân bổ các nguồn lực dài hạn dựa trên mức tồnkho, dự báo nhu cầu, nhu cầu các nguồn lực Các quyết định đưa ra ở mức hoạch địnhcao hơn có thể tác động trực tiếp đến quá trình điều độ

Trong sản xuất các chức năng điều độ phải quan hệ với các thủ tục ra quyết địnhkhác được sử dụng trong nhà máy Một hệ thống phổ biến và được sử dụng rộng rãi là

hệ thống hoạch định nhu cầu vật tư MRP Sau khi kế hoạch được thiết lập, tất cảnguyên liệu thô và các nguồn lực phải có sẵn tại các thời điểm xác định Ngày sẵn sàngcủa các công việc phải được xác định bởi hoạch định sản xuất và hệ thống điều độ và hệthống MRP

Hệ thống MRP thông thường khá tỉ mỉ, mỗi công việc có một danh sách vật tư(BOM), liệt kê các vật tư cần cho sản xuất Hệ thống MRP theo dõi tồn kho của các vật

tư, hơn nữa hệ thống MRP xác định thời điểm mua của mỗi nguyên liệu Để làm được

điều đó, MRP sử dụng kỹ thuật như lot sizing and lot scheduling, kỹ thuật này tương tự

như kỹ thuật sử dụng trong hệ thống điều độ

Các nhà máy hiện đại thường sử dụng hệ thống thông tin sản xuất phức tạp, liênquan đến một máy tính trung tâm và cơ sở dữ liệu Mạng máy tính cá nhân cục bộ, trạmcông việc, và toàn bộ cơ sở dữ liệu được kết nối với máy tính trung tâm này

Hình 2.2: Sơ đồ dòng thông tin trong hệ thống sản xuất

(Nguồn: [3, 15])

2.2.2.2 Điều độ trong dịch vụ [3, 16]

Để mô tả một tổ chức dịch vụ chung và hệ thống điều độ của nó thì không dễ Chứcnăng điều độ trong một tổ chức dịch vụ có thể gặp nhiều bài toán khác nhau như : đặttrước các nguồn lực (xe tải, phòng họp, các thiết bị khác) hay điều độ lực lượng laođộng (phân bổ ca làm việc) Thuật toán sử dụng trong môi trường dịch vụ hoàn toànkhác với thuật toán sử dụng trong sản xuất Tuy nhiên, điều độ trong cả hai môi trườngphải kết hợp với các hàm ra quyết định khác Hệ thống thông tin trong môi trường dịch

vụ cũng thường phụ thuộc vào cơ sở dữ liệu của tất cả thông tin liên quan đến khả năngcủa các nguồn lực và khách hàng (tiềm tàng)

Hình 2.3 Dòng thông tin và dịch vụ

(Nguồn: [3, 16])

2.2.3 Các ký hiệu

 Thời gian xử lý công việc pij: thời gian xử lý p ij là thời gian công việc j đang xử

lý trên máy i, ký tự i sẽ bị bỏ qua nếu thời gian xử lý công việc j không phụ thuộc vào máy i hay nó chỉ được xử lý trên một máy duy nhất Nếu có một số công việc xác định j cần một khoảng thời gian xử lý trên một máy, thì ta xem các công việc như một loại hàng j.

 Tốc độ sản xuất của sản phẩm j được ký hiệu là q j = 1/P j

 Ngày bắt đầu sản xuất của sản phẩm j cũng được xem là ngày sẵn sàng của công việc j Nó là thời điểm công việc j vào hệ thống, tức là thời điểm sớm nhất mà công việc j có thể gia công Ký hiệu r j

 Ngày tới hạn d j : ngày tới hạn của công việc j thể hiện ngày cam kết xuất hàng

hay ngày hoàn thành Hoàn thành công việc sau ngày tới hạn của nó thì đượcphép nhưng phải chịu một lượng phạt Ngày hạn cuối cùng là ngày tới hạn mà tacần phải đáp ứng

 Trọng số w j : trọng số của công việc j là hệ số độ ưu tiên biểu thị mức độ quan trọng của công việc j so với các công việc khác trong hệ thống Nó có thể diễn tả

chi phí để duy trì công việc đó trong hệ thống Trọng số cũng có thể là chi phítồn kho, bảo quản hay nó cũng có thể là một lượng trị gia tăng thêm vào côngviệc đó

 Thời gian hoàn thành C ij : là thời gian công việc j hoàn tất trên máy i nếu ký tự i

bị bỏ qua thì C j là thời gian hoàn thành công việc j, thời điểm công việc j rời hệ

thống

 Thời gian trong hệ thống F j: là thời gian mà công việc j còn trong hệ thống

F j = C j - r j

2.2.4 Các loại mô hình máy

2.2.4.1 Mô hình máy đơn [3, 22]

Một số hệ thống sản xuất chú trọng đến mô hình máy đơn chẳng hạn như, khi một nút

cổ chai để xuất hiện trong môi trường nhiều máy thì chuỗi các công việc tại nút cổ chai

sẽ xác định hoạt động của toàn bộ hệ thống Trong trường hợp này, tất cả các công việcphía trước và sau của nút cổ chai sẽ được điều độ sau khi điều độ nút cổ chai Điều này

có nghĩa là bài toán ban đầu đã được đưa về bài toán điều độ máy đơn Mô hình máyđơn cũng rất quan trọng trong các phương pháp phân tích, trong đó các bài toán điều độtrong các môi trường phức tạp đã được chia ra thành các bài toán điều độ dạng máy đơnnhỏ

Mô hình máy đơn đã được phân tích kỹ lưỡng dưới tất cả các loại các điều kiện đặc biệt

và các ràng buộc và với nhiều hàm mục tiêu khác nhau Và kết quả là tạo ta một khối

lượng lớn các qui tắc của nó, mặc dù rất dễ xác định như qui tắc EDD (Earliest Due Date first) – sắp xếp các công việc theo thứ tự tăng của ngày tới hạn, làm các công việc

có ngày tới hạn gần nhất trước, qui tắc này cực tiểu sự chậm trễ lớn nhất giữa các côngviệc.

2.2.4.2 Mô hình máy song song [3, 22]

Một nhóm các máy sắp xếp song song là sự tổng quát hoá của mô hình máy đơn Trong

nhiều môi trường sản xuất bao gồm nhiều chặng, nhiều workcenter, mà mỗi chặng, mỗi workcenter là một số các máy móc sắp xếp song song Các máy móc tại một workcenter phải giống nhau sao cho các công việc khi đến bất kỳ máy nào có sẵn trong workcenter

cũng đều được xử lý Mô hình máy song song cũng quan trọng như mô hình máy đơn,

nghĩa là nếu có một workcenter nào đó là một nút cổ chai thì sự điều độ tại workcenter

đó sẽ xác định các đặc tính của toàn hệ thống Nút cổ chai đó có thể được mô hình nhưmột nhóm các máy song song và được phân tích ngay trên nó

Tại một số thời điểm nào đó, các máy móc song song có thể không đồng nhất Một sốmáy móc có thể cũ hơn một số máy khác, do đó có thể nó sẽ hoạt động với tốc độ chậmhơn, hay một máy có thể bảo trì tốt hơn và có thể làm việc với chất lượng cao hơn cácmáy khác Trong trường hợp này, một số công việc có thể được xử lý trên một máy bất

kỳ nào đó trong m máy song song, trong khi các công việc khác chỉ có thể được xử lý trên một nhóm máy các máy riêng biệt nào đó trong m máy Khi máy là con người, thì

thời gian xử máy của một thao tác có thể phụ thuộc vào công việc đó cũng như phụthuộc vào người điều hành nó Một nhà điều hành có thể nổi trội về một dạng nào đócủa công việc, trong khi một nhà điều hành khác lại là chuyên gia về một dạng khác củacông việc

2.2.4.3 Mô hình Flow Shop [3,23]

Trong nhiều môi trường sản xuất hay lắp ráp, các công việc phải trải qua nhiều thao táckhác nhau trên một số các máy móc khác nhau Nếu đường đi của các công việc đãđược xác định, nghĩa là tất cả các công việc đến cùng các máy giống nhau và theo cùng

một trật tự môi trường này gọi là flow shop Các máy móc được thiết lập thành từng đợt,

và khi một công việc hoàn tất trên một máy nó sẽ gia nhập vào hàng đợi ở máy kế tiếp.Tuy nhiên, nếu một hệ thống vận chuyển vật liệu đưa các công việc từ máy này qua máytiếp theo thì một chuỗi các công việc tương tự sẽ được duy trì trong suốt hệ thống

Trong một số flow shop, nếu một công việc không cần phải xử lý tại một máy

riêng thì nó có thể bỏ qua máy đó và đi vượt qua các công việc đang được xử lý hay

đang đợi xử lý tại các máy đó Mặc dù các flow shop khác không cho phép bỏ qua Một

mô hình tổng quát của flow shop là flow shop linh hoạt, mô hình này bao gồm một chuỗi các chặng (stage), và mỗi chặng bao gồm một số máy song song Các công việc được sử

lý tại mỗi chặng bất kỳ một máy song song nào

J2

J1

Hình 2.4: Mô hình Flow Shop linh hoạt

M2 M1

Ghi chú: : Máy rỗi : Máy bận

: Công việc 1 (J1) : Công việc 2 (J2)

Trong hình 2.4 mô tả quy trình sản xuất của nhà máy có mô hình máy songsong Các sản phẩm của nhà máy lần lượt qua các cụm máy M1, M2, M3, M4 Trongcác cụm máy này có các máy song song có cùng chức năng Các sản phẩm chỉ thực hiệngia công trên một máy bất kỳ trong từng cụm máy Giả sử công việc 1 đến hệ thốngtrước công việc 2 khi công việc 1 đến cụm máy M1 chỉ có 2 máy rỗi, do đó công việc 1

có thể chọn một trong hai máy rỗi để gia công Khi công việc 2 đến hệ thống, nếu côngviệc 1 chưa được gia công xong thì trong cụm máy M1 chỉ còn lại một máy trống, do đócông việc 2 phải gia công trên máy rỗi còn lại trong cụm máy này Trong trường hợp cónhiều hơn một máy trống, thì công việc 2 có thể lựa chọn máy bất kỳ trong cụm máyM1 để thực hiện gia công Cách lựa chọn máy này cũng xảy ra tương tự khi các côngviệc đến các cụm máy trong quy trình gia công của nhà máy

Hình 2.5 thể hiện mô hình máy Job Shop có 5 máy, M1, M2, M3, M4, M5, và

quy trình gia công của 2 công việc công việc 1 có quy trình gia công như sau: M1M3  M2  M5 công việc 2 có quy trình gia công như sau: M2  M3  M4  M5

Vì hai công việc sử dụng chung máy M2, M3, M5 Xét máy M2, khi máy vừa gia côngxong công việc 1, để có thể thực hiện gia công công việc 2, người công nhân phải setuplại máy và ngược lại Do đó, khi máy M2 đang gia công công việc 1, nếu công việc 2đến, công việc 2 phải vào hàng chờ để chờ máy gia công xong công việc 1 và setup lạimáy trước khi thực hiện gia công công việc 2 Trạng thái này cũng sảy ra đối với cácmáy M3, M5 Đối với các máy M1, M4 do chỉ thực hiện gia công một công việc nên sẽkhông có thời gian setup khi công việc đến máy

2.2.4.4 Mô hình Job Shop [3, 23]

Các job shop đa thao tác thường có nhiều route khác nhau Các môi trường này được xem là job shop job shop là sự tổng quát hóa của flow shop ( Một flow shop là một job shop mà trong đó mỗi công việc có một route riêng).

Mô hình job shop đơn giản nhất giả sử rằng một công việc có thể được xử lý

trên một máy riêng một lần trên đường đi của nó qua hệ thống Mặt khác, một công việc

có thể đến một máy nào đó nhiều lần trên suốt route của nó qua hệ thống Các công việcnày được xem là một mục tiêu quay vòng, nó biểu thị sự gia tăng độ phức tạp của môhình

Mô hình tổng quát của job shop là job shop linh hoạt với nhiều workcenter, mà tại mỗi workcenter có nhiều máy xếp song song Từ một quan sát tổng thể, một job shop linh hoạt có lặp lại là một môi trường mày phức tạp nhất và rất thông dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất chất bán dẫn Sự sản xuất các wafer trong ví dụ 1.1.2 (Michael Pinedo & Xiuli Chao, 1999, Operations Scheduling with applications in Manufacturing and Services, McGRAW-HILL) là một ví dụ cổ điển cho một job shop linh hoạt, các route của các công việc được sắp xếp theo một trật tự riêng biệt và đòi hỏi

có sự lặp vòng

2.2.5 Các đặc điểm của quá trình và các ràng buộc [3, 24]

2.2.5.1 Các ràng buộc trước – sau

Trong bài toán điều độ một công việc thường chỉ có thể bắt đầu khi mà một số các côngviệc cho trước đã được hoàn thành Các ràng buộc này được xem như là các ràng buộc

về sự ưu tiên và được mô tả bởi đồ thị các ràng buộc ưu tiên Mỗi đồ thị ràng buộc ưutiên có thể có một cấu trúc riêng biệt, có có thể có dạng chuỗi mắt xích hay dạng cây

2.2.5.2 Các ràng buộc về lộ trình

Các ràng buộc về lộ trình chỉ rõ đường đi của công việc qua hệ thống, ví dụ như, một

flow shop hay một job shop Một công việc nào đó có thể bao gồm nhiều thao tác, mà

các thao tác này cần được xử lý trên một số máy riêng biệt theo một trật tự nhất địnhnào đó Các ràng buộc về đường đi rất thường gặp trong môi trường sản xuất

2.2.5.2 Các sự ưu tiên

Trong qua trình sản xuất, có một sự ưu tiên xảy ra làm cho công việc bị ngắt lại với sựđồng ý của công việc khác, chẳng hạn như, có một yêu cầu cấp bách có độ ưu tiên caohơn đến một máy nào đó và ngắt ngang công việc hiện tại Công việc đó là công việc cóquyền ưu tiên Có nhiều loại quyền ưu tiên Tùy thuộc vào dạng ưu tiên, các công việcđang làm không bị mất đi, mà sau khi làm xong công việc ưu tiên nó sẽ được tiếp tụcngay tại vị trí nó dừng lại Dạng này được gọi là lấy lại quyền ưu tiên Có một dạngkhác là khi làm xong công việc ưu tiên, các xử lý đã làm trước khi có công việc ưu tiên

bị mất đi và ta phải bắt đầu lại Dạng này gọi là ưu tiên lặp lại

2.2.6 Các hàm mục tiêu về năng xuất và thời gian hoàn thành các công việc

Đối với nhiều công ty việc cực đại năng xuất là rất quan trọng và các nhà quản lýthường phải đo lường xem họ làm tốt thế nào Năng xuất của một nhà máy cũng chính

là tốc độ sản xuất hàng ra, và thường được xác định bởi các nhà máy bottleneck, đó làcác máy có năng xuất thấp nhất so với nhu cầu của chúng Việc cực đại năng xuất cũngchính là cực đại năng xuất tại các nhà máy này Mục tiêu này có thể đạt được bằngnhiều cách Trước tiên, nhà điều độ phải chắc chắn rằng các máy bottleneck là khôngbao giờ được nghỉ, và luôn luôn có các công việc xếp hàng chờ để được xử lý Sau đó,nếu có thời gian setup phụ thuộc vào trình tự các công việc trên các máy bottleneck, nhàđiều độ phải sắp xếp thứ tự các công việc sao cho cực tiểu tổng thời gian setup, hay cựctiểu thời gian setup trung bình

Khoảng thời gian hoàn thành các công việc là rất quan trọng khi số lượng công

việc là có hạn Khoảng thời hoàn thành công việc được ký hiệu là C j và được xác định

khi tới thời điểm công việc cuối cùng rời khỏi thệ thống, ta có:

) , , ,

max C C C n

Trong đó C j là thời gian hoàn thành công việc j Hàm mục tiêu về thời gian

hoàn thành công việc liên quan chặt chẽ đến hàm mục tiêu về năng xuất Lấy ví dụ như,cực tiểu khoảng thời gian hoàn thành công việc trong môi trường máy song song vớithời gian setup phụ thuộc vào công việc làm cho nhà điều độ phải cân bằng tải trênnhiều máy khác nhau và phải cực tiểu tổng thời gian set up Phương pháp giải quyếtbằng cách đánh giá kinh nghiệm và qua thực tiễn nhắm đến việc cực tiểu khoảng thờigian hoàn thành công việc trong môi trường một máy với mội số các công việc nào đó

và nó cũng hướng đến việc cực đại năng xuất sản xuất khi công việc là hằng số trongcác khoảng thời gian

2.2.7 Thủ Tục Điều Độ Tổng Quát

Nhiều bài toán điều độ sản xuất có thể được mô hình hóa bằng qui hoạch tuyến tínhhoặc giải trực tiếp bằng các giải thuật đã có Tuy nhiên, rất nhiều bài toán điều độ rấtkhó giải, thuộc họ NP-hard Chúng không thể mô hình hóa bằng qui hoạch tuyến tính vàcũng không có luật hay giải thuật đơn giản để có lời giải tối ưu với thời gian ngắn chạymáy tính Thông thường, người ta cố gắng dùng như giải thuật kinh nghiệm để đạt đượccác lời giải chấp nhận được hơn là các lời giải tối ưu

Các giải thuật kinh nghiệm được đánh giá bởi chất lượng và tính hiệu quả Chấtlượng là sự khác biệt giữa lời giải kinh nghiệm và tối ưu, trong khi hiệu quả liên quanđến sự cố gắng để đạt được lời giải này Cả hai tiêu chuẩn này có thể diễn tả bằng lýthuyết hoặc thực nghiệm.

Một chặn trường hợp xấu nhất (worst-case bound) của tính hiệu quả xác định sốlần tính toán thuật toán phải thực hiện cho bất kỳ bài toán nào cả vài trường hợp đặcbiệt Một thuật toán tốt giới hạn số lần tính toán bằng một hàm tuyến tính theo cỡ bàitoán Hàm này vẫn chưa được xác định cho một số thuật toán kinh nghiệm, và chúngphải ước lượng bằng thực nghiệm

Để đánh giá chất lượng của thuật toán kinh nghiệm theo lý thuyết, nó phải đượcchứng minh toán học là cho ra một lời giải trong một phần trăm xác định của lời giải tối

ưu bất chấp bài toán giải quyết là bài toán ví dụ Nếu chất lượng của thuật toán kinhnghiệm không thể đánh giá được theo lý thuyết, nó phải được đánh giá thực nghiệm

Kiểm định thực nghiệm bao gồm việc phát sinh và giải nhiều bài toán ví dụ vàviệc phân tích các kết quả Thời gian trung bình để giải quyết bài toán có thể được xácđịnh Sự khác biệt giữa lời giải kinh nghiệm và lời giải tối ưu có thể tìm thấy trong các

ví dụ nhỏ Đối với các trường hợp không thể giải tối ưu, lời giải kinh nghiệm được sosánh với một cận của lời giải tối ưu Nếu có sự khác biệt nhỏ, chất lượng của giải thuật

là tốt Sự khác biệt lớn có thể gây ra do nới lỏng cận hay chất lượng tồi Nếu giải thuậtthực hiện tốt trên các ví dụ kiểm định, thì chúng ta cho là nó cũng thực hiện tốt trongcác trường hợp khác Điều này có thể không đúng cho các trường hợp khác với các ví

dụ kiểm định Khi áp dụng, lời giải kinh nghiệm được so sánh với lời giải hiện tại

2.2.8 Điều độ máy đơn

2.2.8.1 Cực tiểu thời gian hoàn thành (Minimizing Flowtime)

Chúng ta giả định là tất cả các công việc được điều độ có sẵn, do đó thời điểm job vào

hệ thống là 0 Nếu chúng ta có n công việc được điều độ 1, 2,…, (n-1), n, tổng thời giangia công là:

F = p1+ (p 1 + p 2 ) + (p 1 + p 2 + p 3 ) + + (p 1 + p 2 + + p n )

Sắp xếp lại ta có :

F = np 1 + (n-1)p 2 + (n-2)p 2 + + p n

Từ đây ta thấy công việc ở vị trí thứ nhất phải có thời gian gia công nhỏ nhất, vì

nó được nhân n lần Tương tự, chúng ta muốn công việc ở vị trí thứ 2 có thời gian giacông nhỏ kế tiếp, và tiếp tục đặt chúng theo thứ tự giảm của thời gian gia công Nếu có

sự cân bằng, chúng ta chọn bất kỳ Thứ tự công việc được sắp theo thứ tự thời gian giacông nhỏ nhất đến thời gian gia công lớn nhất là trình tự thời gian gia công ngắn nhất –

shortest processing time (SPT) Luật này dường như cực tiểu thời gian gia công, nhưng

nó không tốt lắm

2.2.8.2 Thời Gian Hoàn Thành Có Trọng Số (Weighted Flowtime)

Đặt w i là trọng số hay giá trị của công việc i, trọng số lớn hơn nghĩa là công việc quan

trọng hơn hay có giá trị hơn Đối với tồn kho trọng số có thể là giá trị của công việc Giátrị tồn kho tại bất kỳ một thời điểm là giá trị của công việc đang chờ được gia công Đặt

[i] là chỉ số của công việc được điều độ tại vị trí thứ i; nếu công việc 3 được điều độ

tổng của thời gian gia công của các công việc từ vị trí 1 đến vị trí thứ i, hay C [i] = p [1] +

p [2] + + p [i] Nếu tất cả các công việc được phát tại thời điểm 0, thì thời gian hoànthành cũng là thời gian chúng trong kho Tổng giá trị của tồn kho cho điều độ là:

Thời gian hoàn thành thì liên quan đến thời gian chờ của khách hàng, vì vậy nếutất cả khách hàng hay công việc có độ quan trọng khác nhau, thì đo lường có trọng số làthích hợp Ví dụ trọng số có thể là tỉ lệ khối lượng dollar hằng năm của việc kinh doanhcủa khách hàng với công ty

Nếu tất cả công việc có cùng trọng số, thì trình tự SPT là tối ưu Nếu tất cả côngviệc có cùng thời gian gia công, thì công việc có trọng số lớn nhất được gia công trước,

kế tiếp là công việc có trọng số lớn nhì và v.v

Một công việc có thời gian gia công nhỏ nhất và trọng số lớn nên được điều độ

về phía trước, trong khi công việc có thời gian gia công lớn và trọng số nhỏ nên đượcđiều độ về phía sau Cách làm là xét tỉ lệ thời gian gia công và trọng số và sắp xếp công

việc theo thứ tự giảm tỉ lệ, luật thời gian gia công ngắn nhất có trọng số - weighted shortest processing time (WSPT) Luật WSPT cực tiểu thời gian hoàn thành có trọng số.

2.2.8.3 Cực đại độ trễ đại số và độ trễ ( maximal tardiness and maximal lateness)

Vì luật SPT không xem xét ngày tới hạn, do đó, sự điều độ tốt cho thời gian hoàn thành

có thể tồi khi xem xét ngày tới hạn Một sự đo lường ngày tới hạn là cực đại độ trễ đại

số, T max chúng ta muốn các công việc trễ có độ trễ càng nhỏ càng tốt

Để giải quyết bài toán khi xem xét ngày tới hạn, chúng ta đặt công việc với ngàytới hạn nhỏ nhất trước, tiếp theo là nhỏ nhì và v.v, xắp thứ tự như vậy là tuân theo luật

ngày tới hạn sớm nhất – earliest due date (EDD) Luật EDD cực tiểu T max

2.2.8.4 Cực tiểu thời gian hoàn thành với không có công việc trễ (Minimize Flowtime With No Tardy Jobs): [6]

Rõ ràng, chúng ta muốn cực tiểu tồn kho bán thành phẩm và thỏa mãn các ngày tới hạn.Nếu ngày tới hạn của khách hàng quan trọng hơn, chúng ta muốn thời gian hoàn thànhcàng nhỏ càng tốt nhưng tất cả các công việc đúng ngày tới hạn Để tất cả công việcđúng ngày tới hạn, công việc cuối cùng phải đúng hạn Đặt tập có thể điều độ của cáccông việc, chứa các công việc với ngày tới hạn lớn hơn hay bằng tổng thời gian giacông Nếu không tồn tại các công việc như vậy, thì tất cả các công việc không thể đúnghạn Từ các công việc có thể điều độ, chọn công việc có thời gian gia công lớn nhất vàđiều độ sau cùng Loại bỏ công việc đã điều độ ra khỏi bài toán và giải bài toán điều độcho các công việc còn lại theo cách tương tự Kết quả sẽ là điều độ tối ưu

2.2.8.5 Cực Tiểu Độ Trễ Đại Số (Minimizing Tardiness) [6]

Khi chúng ta cực tiểu số công việc trễ hay cực đại độ trễ đại số Tổng độ trễ của kế

hoạch có thể rất lớn Đối với T max, tất cả công việc có thể trễ, hay cực tiểu số công việctrễ gây ra các công việc trễ trở nên rất trễ Một sự đo lường thay thế có thể là cực tiểutổng độ trễ đại số Nếu tất cả công việc có độ quan trọng khác nhau, phương pháp thíchhợp là cực tiểu độ trễ có trọng số

2.2.9 Điều độ máy song song [5]

Khi nhiều máy được sử dụng song song, chúng ta giả sử các công việc có thể được giacông trên bất kỳ máy nào và thời gian gia công là như nhau trên các máy, tức là các máysong song là đồng nhất Các công việc chỉ có một tác vụ, một khi công việc được giacông tại bất kỳ máy nào thì nó đã hoàn thành Các quyết định điều độ có hai phần làmáy nào gia công công việc và thứ tự gia công như thế nào.

Một bảng danh sách thứ tự của tất cả công việc Để thiết lập một kế hoạch điều

độ, gán công việc kế tiếp từ danh sách tới máy có lượng công việc được phân bổ ít nhất,tiếp tục cho tới khi tất cả công việc trong danh sách đã được điều độ Thuật toán nhưsau:

Bước 0: đặt H i = 0, i= 1, 2,…, m là lượng công việc trên máy i, l=([1], [2],…, [n] là thứ tự trong danh sách, C j = 0, j=1, 2, …, n và k =1

Bước 1: J * L k và H i*  mini1,mH i , gán công việc J * cho máy i *,

Bước 2: Đặt k = k+1, nếu k > n, dừng, ngược lại quay lại bước 1.

2.2.10 Thuật Toán Johnsons Cho 2 Máy Trong Môi Trường Flow Shop [5]

Mục tiêu: cực tiểu thời gian hoàn thành công việc ( cực tiểu makespan)

nếu J * = 1, tới bước 2, ngược lại tới bước 3.

Bước 2: điều độ công việc i * vào vị trí (k) sớm nhất trong trình tự công việc, cập nhật k và bỏ công việc này khỏi tập U, đặt J k = i * , k = k + 1 và U = U – i * Trở lạibước 1

Bước 3: điều độ công việc i * vào vị trí () trễ nhất trong trình tự công việc, cập nhật , và bỏ công việc khỏi tập U đặt J  = i * ,  =  -1 trở lại bước 1.

Bước 4: trình tự công việc gia công là J i , với J 1 là công việc thứ nhất

Để thiết lập kế hoạch thực, ta xây dựng sơ đồ Gantt Đặt H i là thời gian hoàn thành của

công việc cuối cùng được điều độ trên máy j và c ij là thời gian hoàn thành của công việc

i trên máy j để tính thời gian hoàn thành cho từng tác vụ trên từng máy chúng ta thực

hiện như sau:

Bước 0: đặt k =1, H j = 0, j =1, 2, c ij = 0, i = 1, 2, …, n; j = 1, 2

Bước 1: đặt i = J k đặt c i1 = H 1 + p i1 , c i2 = max H 2 , c i1  + p i2

Bước 2: thay thế H j  c ij , j= 1, 2 đặt k = k + 1; nếu k  n, trở lại bước 1.Giải thuật Johnson luôn cho kế hoạch tối ưu Tuy nhiên, giải thuật này chỉ ápdụng cho trường hợp 2 máy, nếu có nhiều hơn hai máy ta không thể áp dụng giải thuậtnày ngoại trừ một vài trường hợp đặc biệt Một thuật toán kinh nghiệm phức tạp là ép

bài toán m - máy giống bài toán hai máy và sử dụng thuật toán Johnsons Trình tự này

trở thành một sự điều độ hoán vị đối với bài toán ban đầu Các phương pháp khác nhau

để biến bài toán m – máy thành bài toán 2 – máy cho ra các kế hoạch sản xuất khác

nhau

Giải thuật kinh nghiệm CDS:

Đặt p i1 và p i2 là thời gian gia công cho bài toán 2 – máy Khi đó, ta có:

p

 2

Bắt đầu với k = 1 và  m và cho ra kế hoạch với thuật toán Johnsons

Sau đó, đặt k = 2 và  m  1 và lặp lại

Tiếp tục cho tới khi k m  1 và   2

Chọn thứ tự gia công tốt nhất trong m – 1 lần chạy.

2.2.11 Điều độ cho hệ thống flow shop linh họat

Hệ thống lắp ráp linh họat có một số điểm khác biệt so với hệ thống job shop, mỗi côngviệc điều có một đặc điểm riêng và hòan tòan khác với công việc khác Trong hệ thốnglắp ráp linh họat, nó có một sự giới hạnvề số chủng lọai sản phẩm và hệ thống phải đảmnhận sản xuất một số lượng cho trước tương ứngvới mỗi lạoi VÌ vậy hai đơn vị sảnphẩm của cùng một lọai sản phẩm là giống nhau

Việc di chuyển của các công việc trong hệ thống lắp ráp linh hoạt thường đượcđiều khiển bởi hệ thống vận chuyển vật liệu Thời gian bắt đầu của một công việc trênmột máy phụ thuộc vào thời gianhòan tất công việc trên máy trước đó do đó bị phụthuộc vào hệ thống vận chuyển này Hệ thống vận chuyển vật liệu cũng giới hánố côngvịec phải chờ giữa các máy hay trạm làm việc

Trong chương này ta sẽ phân tích ba mô hình khác nhau của hệ thống lắp raplinh họat Môi trường máy trong cả ba mô hìnhđều giống với môi trường máy của flowshop và flow shop linh họat Tuy nhiên, mô hình ở đây phải thêm vào các “ ràng buộc”của “ hệ thống vận chuyển vật liệu”

Mô hình đầu tiên mô tả một dây chuyền với nhiều máy xếp theo chuỗi và trình

tự này là bắt buộc do đó khi bị ùn tắc, các chi tiết phải chờ để được xữ lý tuần tự Mộtchuyền như thế gọi là không bước Bộ đệm có hạn giữa các máy có thể gây ùn tắc haythiếu vật liệu cho các máy kế tiếp Dây chuyền có thể sản xuất các sản phẩm khác nhau

số lượng cho trước, và mục tiêu là cực đại năng suất

Lọai mô hình thứ hai là hệ thống lắp ráp bước Hệ thống có băng tải chuyểnđộng với vận tốc không đổi Những sản phẩm cần được lắp ráp di chuyển từ trạm nàyđến trạm khác với tốc độ là hằng số và do đó thời gian gia công trên mỗi trạmlà việcphải được tính tóan cẩm thận phù hợp với vận tốc Mỗi máy có một năng lực sản xuất

và những ràng buộc riêng, hơn nữa, day chuyền cxung phải lắp ráp những lọai sản phẩmkhác nhau.Mực tiêu là sắp xếp thứ tự các công việc sao cho không có trạm làm việc bịquá tải và cực tiểu chi phí chuẩn bị Hệ thống lắp ráp bước rất phổ biến trong côngnghiệp sản xuất xe hơi, trong đó những chủng lõaie khác nhau được lắp ráp trên cùngmột dây chuyền Xe được sản xuất có thể có màu sắc và chức năng đóng thùng khácnhau Như vậy, việc điều độ phải tính khỏan chi phí chuẩn bị và việc cân bằng tải khitính tóan

Mô hình thứ ba là hệ thống lắp ráp linh họat có bộ đệm giới hạn và đường vòng.Trái ngược với hai mô hình trước, tại mỗi trạm là việc có một số máy được xếp songsong Một công việc có thể được gia công trên bất kỳ một máy song song nào hay cũng

có thể đi vòng qua tất cả> mục tiêu là cực đại năng suất

2.2.11.1 Điều độ cho hệ thống lắp ráp không bước:

Xét hệ thống lắp ráp có bốn máy và không có bộ đệm trung gian Có 3 lọai sản phẩmđược sản xuất với lượng như nhau, nghĩ là

Đối với việc cực tiểu hóa thời gian chu kỳ MPS, giải thuật kinh nghiệm xác địnhđường cong theo profin ( Profile Fitting –PF) được sử dụng giải thuật này được mô tảnhư sau: Chọn một công việc đầu tiên Thực hiện việc chọn công việc đầu tiên trong thứ

tự điều độ MPS một cách tùy ý hoặc theo 1 thứ tự sắp xếp nào đó Ví dụ, chọn một côngviệc có tổng thời gian gia công lớn nhất là công việc được bố trí đầu tiên Công việc đầutiên này sẽ tạo ra 1 profin Ở thời điểm này, ta giả sử công việc không gặp bất cứ trởngại nàovà qua trình ổn thỏa từ máy này sang máy khác( ở trạng thái ổn định, công việcđầu tiểntong MPS có thể bị cản trở bởi công việc sau cùng của MPS trước ).Profin đượcxác đinh bởi thời điểm bắt đầu công việc đầu tiên, gọi là công việc j1 từ máy i

Để bố trí công việc thứ hai thích hợp nhất, mỗi công việc còn lại trong MPS đềuđược xem xét Với mỗi ứng viên , tổng thời gian máy rỗi và tổng thời gian công việc bịtrễ ởi mỗi máy đều được tính Thời gian xuất phát một ứng viên cho vị trí thứ 2, gọi làviệc c’, có thể được tính ngược lại như sau :

D1j2 = Max (D1,j1 + P1c, D2j1)

Dij2 = Max (Di-1,j2 + Pic, Di+1,j1), i=2,…m-1

Dmj2 = Dm-1,j2 + Pmc

Hình2.6: Biểu đồ Gantt cho giải thuật điều độ không bước

Thời gian không sản xuất trên máy I hoặc là thời gian máy đang rỗi hoặc là thờigian công việc bị cản trở , nếu một ứng viên c được xếp vào vị trí thứ 2, là Dij2 – Di,j1 -

Pic, tổng thời gian rỗi và bị cản trở nên tất cả m máy của ứng viên c được tính là :

Thủ tục này được lặp lại cho tất cả các công việc còn lại trong MPS Ứng viênvới tổng thời gian không sản xuất nhỏ nhất xẽ được chọn vào vị trí thứ 2

Sau khi công việc thích hợp nhất được thêm vào một thứ tự điều độ cục bộ, mộtprofin mới ( thời gian xuất phát của công việc thứ hai từ tất cả các máy) được tính vàthủ tục này được lặp lại Từ những việc còn lại trong MPS , một công việc thích hợpnhất sẽ được chọn Qui trình này sẽ được tiếp tục cho đến khi tất cả các công việc đều

đã được điều độ Các hàm kinh nghiệm PF, theo khía cạnh nào đó giống như 1 luật phânviệc

Giải thuật PF được mô tả như sau:

Bước 1 ( điều kiện ban đầu)

Chọn công việc có tổng thời gian gia công lớn nhất là công việc đầu tiên trong MPS

Bước 2 ( phân tích những công việc điều độ còn lại)

Đối với các công việc còn lại chưa được điều độ ta tiến hành như sau:

Xét công việc kế tiếp trong thứ tự cục bộ và tính tổng thời gian không sản xuất trên tất cả m máy( thời gian rỗi trên máy cũng như thời gian bị cản trở).

Bước 3 ( chọn công việc kế tiếp trong điều độ cục bộ)

Từ kết quảphân tích của tất cả công việc ở bước 2, chọn công việc với thời gian không sản xuất là nhỏ nhất là công việc kế tiếp trong thứ tự cục bộ.

Bước 4 ( tiêu chuẩn dừng)

Nếu tất cả các công việc trong MPS đã được điều độ thì dừng Ngược lại, ta quay lại bước 2.

Quan sát ví dục 7.1 , giải thuật PF sẽ chọn công việc 3 sau công việc 1 Việc chọlựa này sẽ dẫn đến việc , chỉ có một đơn vị thời gian bị cản trở ( trên máy 2) và không

có thời gian rỗi Nếu công việc 2 được chọn sau công việc 1, máy 2 sẽ chịu một đơn vịrỗi và máy 3 sẽ chịu một đơn vị thời gian cản trở, kết quả là ta có 2 đơn vị thời giankhông sản xuất vì thế trong ví dụ này, dùng giải thuật kinh nghiệm PF sẽ cho ta một lờigiải tối ưu

Kinh nghiệm đã chỉ ra rằng, giải thuật PF cho kết quả điều độ tốt Tuy nhiên, nó

có thể cải tiến để đạt được kết quả tốt hơn Trong phần mô tả trước, tính phù hợp củacông việc cụ thể được xác định bằng tổng của tất cả thời gian không sản xuất trên cácmáy Mỗi máy được xem xét với mức độ quan trọng như nhau Giả sử rằng có một máy

bị kẹt( bottle neck) , nghĩa là nơi có nhiều nguyên công được thực hiện hơn những máykhác Bằng trực giác, ta nhận thấy rằng, sự tiêu tốn thời gian trên máy bị kẹt thì nhiềuhơn trên những máy khác Khi đo tổng số thời gian bị mất, ta tính trọng số cho mỗikhỏang thời gian không họat động bằng một hệ số tỷ lệ cho mức độ tắt nghẽn tại từngmáy cụ thể Một máy có mức độ càng cao thì trọng số càng lớn Tính độ nghẽn của mộtmáy thì dễ dàng; đơn giản là xác định tổng thời gian gia công cho tất cả công viểctong 1MPS tại đó.Trong ví dụ , máy 3và 4 được sử dụng nhiều hơn máy 1 và 2 Thời giankhông sản xuất trên máy 3 và 4 ít hơn so với thời gian không sản xuất trên máy 1 và 2.Kinh nghiệm cho thấy, dạng trọng số được sử dụng trong giải thuật kinh nghiệm PF chokết quả rất tốt

2.2.11.2 Điều độ hệ thống sản xuất linh họat có đường vòng

Xét một hệ thống lắp ráp với nhiều trạm trong dây chuyền và ở mỗi trạm có nhiều máysong song Một công việc trong trường hợp này là lô đồng nhất các sản phẩm đơn như

là PCBs, cần được gia công ở mỗi trạm và chỉ trên một máy Thường thì bất cứ máy nàocũng thực hiện được, nhưng trong một vài trường hợp không phải tất cả các máy đềuđồng nhất ở trạm và một công việc được cho phải thực hiện trên máy đặc biệt nào đó.NẾu công việc không cần gia công ở trạm đó thì hệ thống vận chuyển vật liệu cho phépcông việc đi qua và những công việc đó tập trung Khả năng một vùn đệm ở một trạm

có thể giới hạn và khi vùng đệm đầy thì hoặc là hệ thống vận chuyển vật liệu phải dừnglại hoặc là nó sẽ đi xoay vòng qua trạm đó Qui trình sản xuất được lặp lại do đó ta phảitìm một điều độ chu kỳ tốt

Giải thuật tải chuyền linh họat đưựoc thiết kế bởi IBM dành cho môi trường máynhư vậy, một hệ thống lắp ráp được sử dụng cho việc chèn vào những thành phẩntongPCBs Hai mục tiêu chính của giải thuật này là cực đại năng suất và cực tiểu bán thànhphẩm WIP Với mục tiêu là cức đại năng suất, giải thuật cố gắng cức tiểu makespan của

cả ngày Giải thuât FFLL thực chất là cố gắng cực tiểu thời gian chu kỳ của một MPS

Dù rằng tổng không gian vùng đệm bị giới hạn, giải thuật này cố gắng cực tiểu WIPnhằm giảm xác xuất trở ngại Giải thuật FFLL gồm ba giai đọan như sau :

i) Giai đọan bố trí máy

ii) Giai đọan sắp thứ tự

iii) Giai đọan định thời gian sẵn sàng

Giai đọan bố trí máy gán mỗi công việc đến một máy đặc trưng nào đó Việc bố trímáy được thực hiện trước khi sắp thứ tự và định thời, bởi vì trong thứ tự thực hiện haigiai đọan sau , công việc được gán cho mỗi máy phải được biết

Hình2.7 Hệ thống lắp ráp linh họat có đường vòng

Có thể hiểu được tải cực đại của một cụm sẽ đạt được nếu tất cả các máy trongcụm đều cân bằng tải Để đạt được gần đến sự cân bằng tai cho nhiều máy trong mộtcụm thì giải thuật kinh nghiệm thứ nhất là thời gian gia công dài nhất ( LPT) được dùng.Trong giải thuật này, tất cả các công việc được gia định rằng được xác định ở cùng thờiđiểm và được bố trí một lần cho máy sẵn sàng kế tiếp trong thứ tự giảm dân của thờigian gia công của chúng Sau việc bố trí được sắp thứ tự trở lại, nó không có phương áncân bằng tải trên những máy được cho trong khối Kết quả của giai đọan này đơn thuần

là việc bố trí những công việc trên máy và không có sự sắp thứ tự của những công việchoặc định thời thời gian của chúng

Giai đọan sắp thứ tự xác định thú tự của những công việc của MPS sẵn sàngtiến vào hệ thống Ở đây, giải thuật có tác động trên thời gian chu ky MPS Giải thuật FFLL dùng kinh nghiệm cân bằng động ( dyanamic balancing heuristic) cho sắp xếp một MPS Kinh nghiệm này dựa trên trực giác cho rằng công việc có xu hướng xếp hàng trong vùng đệm của một máy khi một tải công việc lớnđược gửi đến máy đó chỉ trong một thời gian ngắn Điều kiện này xãy ra khi một trạm trong thứ tự tải chứa nhiều công việc có thời gian gia công lớn đến cfung máy Đặt n là số lượng công việc trong một MPS và m là số máy trong tòan bộ hệ thống Đặt Pij là thời gian gia công của việc thứ j trên máy thứ i Chú ý rằng pij = 0 cho tất cả trừ một máy trong một khối Đặt :

Là tải trong MPS dự định cho máy thứ I và

Là tổng tải của một MPS Cho một thứ tự đặt Sj là tập những công việc đuợc đưa vào hệthống chứa công việc j và

Aij thể hiện tỷ lệ của tổng tải trên máy I vào hệ thống ở thời điểm công việc j được tảivào Hiển nhiên là Thủ tục cân bằng động gắng duy trì a1j, a2j, … cànggần nhau càng tốt, đó là đạt đến mục tiêu lý tưởng a*j , được đinh nghĩa:

Với

Là tổng tải trên tòan bộ hệ thống có công việc k Do đó, a*j là tỷ lệ của tổng tải hệ thống

nó sẵn sàng vào hệ thống ở thời điểm công việc j được đưa vào Tải tích lỹ trên máy i là

, nên càng gần mục tiêu a*jWi càng tốt Đặt oij là số đo quá tải khi mà côngviệc thứ j vào hệ thống , nó được định nghĩa là:

Xét một flow shop linh họat có ba giai đọan ở Trạm 1 và 3 cso 2 máy song song Trạm

2 có 1 máy CÓ 5 công việc trong một MPS Đặt Pkj là thời gian gia công của côngviêcj ở trạng thái k, k= 1,2,3

Tải Wi của máy I , phụ thuộc vào một MPS đơn, có thể được tính ngay Tải có vector(9,9,11,12,10) và tổng tải W = 51 Tổng tải phải chịu trong tòan hệ thống tùy thuộc vàocông việck,pik, cũng có thể được tính Vector pk là (13,10,8,9,11) Dựa trên những sốnày, tất cả các giá trị của oij được tính như sau:

Hình2.8 biểu đồ Gantt cho giải thuật FFLL

2.3 KỸ THUẬT HỆ THỐNG: [7]

[Ths Nguyễn Tuấn Anh, sách Kỹ Thuật Hệ Thống, TpHCM]

2.3.1.1 Tính năng quy trình kỹ thuật hệ thống

Kỹ thuật hệ thống gắn liền với quy trình phát triển hệ thống và chu kỳ sống của sảnphẩm Ta có thể phân chia chu kỳ sống của hệ thống theo quan điểm kỹ thuật hệ thốngnhư sau: xác định yêu cầu, thiết kế ý niệm, thiết kế sơ khởi, thiết kế chi tiết, sản xuất, sửdụng & hỗ trợ và thải hồi Tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp và phạm vi của hệ thống, vaitrò của người Kỹ sư Hệ thống và các ứng dụng kỹ thuật hệ thống sẽ khác nhau trongtừng giai đoạn phát triển hệ thống Tuy vậy, quy trình kỹ thuật hệ thống vẫn bắt đầu với:xác định các nhu cầu, nghiên cứu khả thi, thiết lập các yêu cầu, giới hạn, tiêu chuẩn thiết

kế Dựa trên các kết quả này, ta thực hiện phân tích chức năng và phân phối các chức năng cho hệ thống, hệ thống công nhân và thành phần Tiếp theo là việc phân tích hệ thống Trong đó các phương án khả thi được phân tích và lựa chọn Quy trình kỹ thuật

hệ thống được mô tả trong hình sau

Hình 2.9: Quy trình thiết kế và kỹ thuật hệ thống

Đặc điểm của quy trình này là:

 Liên tục: quá trình này gắn liền liên tục với quá trình thiết kế Đầu ra của giaiđoạn này là đầu vào của giai đoạn kế tiếp

 Tiền tải (frontload): giai đoạn đầu tiên là giai đoạn rất quan trọng với nhiều sứclực đầu tư 20% công việc ban đầu của quy trình thiết kế sẽ quyết định 80% giáthành của sản phẩm Quy trình bắt đầu từ hệ thống đi đến hệ thống công nhân vàthành phần

 Lặp (iterative): các bước của quá trình sẽ được lặp đi lặp lại để đạt được phương

án tối ưu khả thi

 Hồi tiếp (feedback): thông tin, kết quả của bước sau sẽ trở thành đầu vào chobước trước trong vòng lặp

2.3.1.2 Quy trình Kỹ thuật Hệ thống trong Chu kỳ sống (Life-Cycle) Thiết kế ý niệm

 Phân tích khả thi: phân tích nhu cầu, xác định yêu cầu vận hành, xác định yêucầu bảo trì

 Lên kế hoạch cho sản phẩm

Thiết kế sơ khởi

 Phân tích chức năng hệ thống: xác định yêu cầu chức năng, xác định các chứcnăng vận hành, xác định các chức năng bảo trì

 Phân bổ tiêu chuẩn thiết kế: phân bổ các yếu tố hiệu suất, yếu tố thiết kế, yêucầu hiệu quả; phân bổ các yêu cầu hỗ trợ

 Tối ưu hệ thống: trade-off và phân tích phương án khả thi; phân tích hệ thống và

hệ thống con

 Tổng hợp hệ thống và định nghĩa hệ thống: thiết kế sơ khởi, hiệu suất, cấu hình,sắp xếp; mô tả chi tiết

Thiết kế chi tiết

 Thiết kế hệ thống: thiết kế chi tiết chức năng, thiết kế chi tiết hỗ trợ, thiết kế tàiliệu, thiết kế và đánh giá hệ thống, xem xét thiết kế

 Phát triển mẫu (mô hình): phát triển mô hình mẫu hệ thống, phát triển yêu cầu

Hình 2.10: Yêu cầu hệ thống và đánh giá

2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ CÔNG VIỆC:

Thiết kế công việc thủ công được giới thiệu thiệu bởi Gilbreths qua việc nghiên cứuthao tác và cơ sở của thao tác hiệu quả, và sau đó được phát triển hơn bởi Barnes(1980) Cơ sở có tính truyền thống đã được chia thành ba nhánh cơ bản:

(1) Sử dụng cơ thể con người

(2) Môi trường và những điều kiện nơi làm việc

(3) Thiết kế công cụ và trang thiết bị

Nhiều tính quan trọng mặc dù đã được phát triển theo kinh nghiệm, cơ sở trong thực tếdựa trên kết cấu ổn định, cơ sở sinh trắc học, và sinh lý học (Physiological) của cơ thểcon người Chúng diễn đạt tính khoa học dựa vào nhân trắc học (Ergonomics) và thiết

kế công việc Theo như một vài lý thuyết nền tảng sẽ được đại diện cho cơ sở cho thaotác hiệu quả có thể được hiểu tốt hơn là chỉ đơn thuần chấp nhận như là luật ghi nhớ họcthuộc lòng Hơn nữa, tính nguyên thủy của thao tác hiệu quả đã được xem xét mở rộng

và bây giờ được gọi là cơ sở và nguyên tắc cho thiết kế công việc Phần này thể hiệnmối quan hệ cơ bản giữa cơ thể con người và nguyên tắc cho việc thiết kế công việc

2.4.1 Mục đích thiết kế công việc

Những nguyên lý thiết kế công việc phải phù hợp với nhiệm vụ và trạm thực hiện cónghiên cứu thao tác lao đông của người vận hành, làm cho con người lao động thoảimái, an toàn và năng suất

2.4.2 Thiết kế vị trí làm việc, thiết bị và công cụ

Mục đích của việc thiết kế vị trí làm việc, thiết bị và công cụ

 Nơi làm việc phải tương thích với người làm việc

 Dự phòng khả năng hiệu chỉnh

 Duy trì tư thế trung bình

 Tối thiểu sự lập lại

 Dùng cơ cấu kẹp khi có lực cần thiết

 Dùng vấu kẹp cho sự chíng xác và không cần lực lớn

Thiết kế vị trí làm việc, các công cụ, thiết bị và môi trường làm việc để cho phù hợpngười vận hành gọi là Ecgonomics Dựa theo lý thuyết sinh lý thuyết học, khả năng vàgiới hạn của con người trong chương này trình bày các nguyên lý thiết kế công việc vàmột danh sách kiểm tra phù hợp với khả năng ứng dụng của những khả năng thiết kế đó

 Nhân trắc học và thiết kế

 Nguyên tắc thiết kế công việc: không gian làm việc

 Nguyên tắc thiết kế công việc: máy và thiết bị

 Nguyên tắc thiết kế công việc: các công cụ

Mục đích của nhân trắc học Ecgonomic

Cũng như Ecgonomic, mục đích của nhân trắc học Ecgonomic làm cho người lao độngthoải mái, an toàn và năng suất Nhưng khác với nhân trắc học đơn thuần nhân trắc họcecgonomi chú ý cả kích thước choáng chỗ trong không gian (chiều cao khi với tay tối

đa, khi dang ngang…có tính cả chiều dày của quần áo, phương tiện bảo hộ cá nhân,chiều cao giày dép, mũ…) trong thiết kế.

2.4.3 Các nguyên tắc vàng trong thiết kế:

Theo quan điềm Ecgonomic, mỗi thiết kế được chấp nhận phải dựa trên khả năng thỏamãn tối đa đám đông Khái niệm “ TỐI ĐA ĐÁM ĐÔNG” được xác định từ 5% phụ nữthấp đến 95% nam cao Từ quan điềm trên có 3 nguyên tắc để các nhà thiết kê thỏa mãntối đa tỷ lệ đám đông (90%) gồm:

 Thiết kế những kích thước liên quan đến vùng với tới : Lấy theo ngưỡng ngườithấp 5%

 Thiết kế không gian choáng chỗ : lấy theo ngưỡng người to lớn 95%

 Kết hợp chặt chẽ khả năng điều chỉnh nếu có thể

2.4.4 Những điều cần lưu ý trong thiết kế:

Để sản phẩm bảo đảm thỏa mãn cho đối tượng sử dụng khi thiết kế cần lưu ý :

 Xác định đám đông người được chỉ định sử dụng: như giới, dân tộc, lứa tuổi,nhóm ngành nghề… thí dụ :

 Thiết kế máy dệt và may : đa số người sử dụng máy này là phụ nữ trong lứa tuổilao động là từ 18-55, do đó kích thước thiết kế phải được tính toán theo kíchthước của phụ nữ

 Xác định tỷ lệ đám đông cần được thỏa mãn: thông thường người thiết kế thỏamãn được 96% đám đông là đạt yêu cầu Các thiết kế có đối tượng sử dụng rộngrãi cần thỏa mãn 90-95% đám đông Trong trường hợp này, muốn thỏa mãn95% đám đ6ng cần lấy M 1.69

 Xác định giới hạn trên hoặc giới hạn dưới của đám đông cần được thỏa mãn

2.4.5 Cách xác định chiều dài các đoạn cơ thể

 Cánh tay: mấu to của đầu mỏm xương cánh tay đến lồi cầu bên ngoài.

 Cẳng tay: từ lồi cầu ngoài đến mỏm xương trụ.

 Đùi : từ mấu chuyển to xương đùi đến lồi cầu ngoài.

 Cẳng chân : từ lồi cầu ngoài đến mắt cá xương chầy.

 Bàn chân : từ gót đến cuối ngón 2.

2.4.6 Các nguyên tắc thiết kế vị trí lao động ngồi

 Đặc điểm của tư thế ngồi

Trong các tư thế lao động, tư thế ngồi là tư thế chính và phổ biến hơn cả Ưu thế của tưthế này là các cơ của chi dưới và cơ quan tuần hoàn ở khu vực này không bị căng thẳng,

do đó có thể giảm tiêu hao năng lượng cho cơ thể 10-20% Nếu như ta lấy sự trao đổichất ở tư thế nằm là 100% thì ở tư thế ngồi tăng 8.3% còn tư thế đứng là 19.7% khingồi nhiệm vụ chủ yếu của các cơ là giữ thăng bằng cho đầu và mình Tuy mhiên ngồilâu cũng góp phần thúc đẩy sự xuất hiện các hiện tượn bệnh lý như giãn cơ bụng, xa phủtạng, trạng thái vai tròn, hư xương sụn, viêm rễ thần kinh, thoái vị… ngoài ra tư thếngồi còn hạn chế khả năng dịch chuyể, vùng với tới cũng bị thu hẹpvà khả năng pháthuy lực cũng kém