ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
VĂN THỊ TRÂM
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LEAN VÀO GIẢM LÃNG PHÍ VÀ CẢI TIẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TRONG
NHÀ MÁY THỰC PHẨM
Chuyên ngành: Kỹ thuật công nghiệp Mã số: 8520117
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Trang 2CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Ngọc Hiền
………………………………………………………………………… Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Lê Thị Diễm Châu
………………………………………………………………………… Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Đỗ Thành Lưu
………………………………………………………………………… Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 08 tháng 07 năm 2023
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1 Chủ tịch: TS Nguyễn Vạng Phúc Nguyên
2 Thư kí: TS Trần Quỳnh Lê
3 Phản biện 1: TS Lê Thị Diễm Châu 4 Phản biện 2: TS Đỗ Thành Lưu 5 Ủy viên: TS Lê Song Thanh Quỳnh
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)
Trang 3ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐAI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên: VĂN THỊ TRÂM MSHV: 2170631 Ngày, tháng, năm sinh: 30/05/1996 Nơi sinh: Long An
Ngành: Kỹ Thuật Công Nghiệp Mã số: 8520117
I Đề tài luận văn: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LEAN VÀO GIẢM LÃNG PHÍ
VÀ CẢI TIẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TRONG NHÀ MÁY THỰC PHẨM/
LEAN APPLICATION ON WASTE REDUCTION AND QUALITY IMPROVEMENT IN A FOOD MANUFACTURING
II Nội dung thực hiện:
1 Nhận diện các lãng phí tại dây chuyền tiệt trùng hơi nước và đề xuất giải pháp cải tiến dựa trên các công cụ Lean
2 Tăng tỉ lệ RFT từ 95% lên 97%, giảm 2 lỗi về chất lượng
3 Tiết kiệm lượng LPG sử dụng từ 22.99 kg/MT xuống còn 22.7 kg/MT, giảm lượng nước sử dụng từ 0.63 m3/MT xuống còn 0.6 m3/MT
III Ngày giao nhiệm vụ: 06/02/2023
IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 18/06/2023 V Cán bộ hướng dẫn: PGS TS Đỗ Ngọc Hiền
TP HCM, ngày tháng năm 2023
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Tốt nghiệp đại học chuyên ngành Kỹ thuật Hóa học năm 2018 có thể được xem là cơ duyên đưa tôi về lại Bách Khoa lần nữa vào mùa thu năm 2021 để tiếp tục con đường học lên thạc sĩ, chuyên ngành Kỹ thuật công nghiệp Đó là giai đoạn TPHCM đang căng thẳng với dịch bệnh Covid 19 Trải qua 2 học kì học online, chỉ được gặp thầy, gặp bạn qua chiếc camera của máy tính, nhưng đó là thời gian q giá của tơi Thay vì lo lắng về dịch bệnh, tôi dành nhiều thời gian cho việc tham gia các môn học Tôi cảm nhận được rõ kiến thức của mình được cải thiện và mở rộng khi tơi quyết định đăng kí chương trình Thạc sĩ này Và lần nữa, tôi lại biết ơn đến Bách Khoa, đến các thầy cô chuyên ngành Kỹ thuật công nghiệp, thầy Đỗ Ngọc Hiền, thầy Nguyễn Hữu Lộc và chị Nguyễn Thị Thùy Dương phòng quan hệ đối ngoại đã trao tặng cho tôi một cơ hội để được tham gia chương trình trao đổi học viên tại châu Âu 6 tháng học tập các môn học tại châu Âu, vừa làm đề cương luận văn dưới sự hướng dẫn của thầy Đỗ Ngọc Hiền Để rồi tơi có cơ hội được viết tiếp những dòng luận văn trong chặng hành trình cuối cùng của khóa Thạc sĩ Để đạt được những kết quả kể trên, tôi xin chân thành cảm ơn đến thầy hướng dẫn: PSG.TS Đỗ Ngọc Hiền, thầy trưởng khoa Nguyễn Hữu Lộc, chị Nguyễn Thị Thùy Dương, các anh chị đồng nghiệp tại công ty OL, nơi tôi từng công tác, đã giúp đỡ, hỗ trợ tôi hết lịng, khơng chỉ đối với luận văn này, mà cịn là cả q trình tơi theo đuổi ước mơ tri thức tại đại học Bách Khoa khóa 2021/2023
TPHCM, ngày 18 tháng 06 năm 2023
Trang 5TÓM TẮT
Luận văn “Nghiên cứu ứng dụng Lean vào giảm lãng phí và cải tiến chất lượng sản phẩm trong nhà máy thực phẩm” được thực hiện trong giai đoạn từ 9/2022 đến 6/2023 tại nhà máy sản xuất gia vị OL khu công nghiệp Giang Điền, Đồng Nai Nghiên cứu tập trung tại chuyền tiệt trùng của nhà máy, nhằm tìm ra các lãng phí trong dây chuyền và giảm lỗi, nâng cao chất lượng sản phẩm Vấn đề tại dây chuyền là tỉ lệ lỗi sản phẩm cao, trong khi năng lượng LPG và nước được sử dụng lớn Vì vậy, cần có những biện pháp nghiên cứu để phát hiện lãng phí, cải tiến quy trình để giảm tỉ lệ lỗi sản phẩm, tiết kiệm năng lượng LPG và nước sử dụng tại dây chuyền
Bằng việc áp dụng các công cụ Lean như chu trình DMAIC, biểu đồ xương cá, thiết kế thí nghiệm theo phương pháp Taguchi, các hành động cải tiến được triển khai thực hiện dựa trên phương pháp tiêu chuẩn hóa quy trình Từ đó đã loại bỏ lãng phí và tăng chất lượng sản phẩm Cụ thể, năm 2021, chỉ số RFT tại chuyền tiệt trùng đạt 95%, trong đó có 2 lỗi chiếm tỉ lệ cao nhất là dung trọng và tinh dầu thấp, chỉ số năng lượng LPG là 22.97 kg/MT, chỉ số nước tiêu thụ đạt 0.63 m3/MT Bằng các biện pháp phân tích, phát hiện và cải tiến các lỗi dựa trên lý thuyết Lean manufacturing, kết quả đạt được giai đoạn 2022-2023 ghi nhận những tín hiệu tích cực Chỉ số RFT đạt 97.1%, tăng 2.1% so với năm 2021, lượng LPG và lượng sử dụng được giảm thiểu đáng kể, cụ thể lượng LPG trung bình ghi nhận năm 2022 là 19.66 kg/MT và lượng nước ghi nhận là 0.45 m3/MT
Trang 6ABSTRACT
Thesis "Lean application on waste reduction and quality improvement in a food manufacturing" was conducted from 9/2022 to 6/2023 at the OL Spices Plant in Giang Dien Industrial Zone, Dong Nai The study focused on the sterilization line of the factory to identify loss in the production process, reduce errors, and enhance product quality The main issue on the production line was high product defect rate, coupled with significant usage of LPG and water Therefore, research measures were needed to identify loss, improve the process, reduce the product defect rate, and save energy in terms of LPG and water usage on the production line
By applying Lean tools such as the DMAIC cycle, fishbone diagram, and experimental design using the Taguchi method, improvement actions were implemented based on standardized process methods As a result, loss was reduced, and product quality was increased Specifically, in 2021, the Right First Time (RFT) index on the sterilization line reached 95%, with two leading defects being low density and low essential oil content The LPG energy index was 22.97 kg/MT, and the water consumption index was 0.63 m3/MT Through the analysis, detection, and improvement of defects based on Lean manufacturing principles, positive signals were recorded in the 2022-2023 period The RFT index reached 97.1%, a 2.1% increase compared to 2021, and both LPG and water consumption were significantly reduced Specifically, the average LPG consumption in 2022 was recorded as 19.66 kg/MT, and the water consumption was 0.45 m3/MT
Trang 7LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu ứng dụng Lean vào giảm lãng phí và cải tiến chất lượng trong nhà máy sản xuất thực phẩm” là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi và chưa được cơng bố dưới bất kỳ hình thức nào
Các số liệu, hình ảnh được sử dụng trong đề tài được tôi thu thập và tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau, được ghi rõ ở phần Tài liệu tham khảo
Tôi chịu trách nhiệm về nội dung đề cương luận văn của mình
TP HCM, ngày 18 tháng 06 năm 2023 Người thực hiện
Trang 8MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ I LỜI CẢM ƠN II TÓM TẮT III ABSTRACT IV LỜI CAM ĐOAN V DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII DANH MỤC HÌNH ẢNH IX DANH MỤC VIẾT TẮT XI
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.2 XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2
1.2.1 Lý do chọn đề tài 2
1.2.2 Mục tiêu nghiên cứu 2
1.2.3 Nội dung luận văn 3
1.2.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3
1.2.5 Ý nghĩa nghiên cứu 4
1.2.6 Bố cục luận văn 4
CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN 5
2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
2.2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU 7
2.2.1 Mơ hình DMAIC 8
2.2.2 Biểu đồ Pareto 9
2.2.3 Biểu đồ xương cá/ Biểu đồ nhân quả 10
2.2.4 Phương pháp tiêu chuẩn hóa cơng việc (Standardization) 10
2.2.5 Phương pháp thiết kế thí nghiệm (Taguchi) 12
2.2.6 Phương pháp phân tích sai hỏng và tác động của nó (FMEA-Failure Mode and Effects analysis) 13
2.2.7 Phương pháp phân tích 5 Why 14
2.3.CHI TIẾT TRIỂN KHAI LUẬN VĂN 15
2.4.CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 16
Trang 93.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 18
3.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHUNG 18
CHƯƠNG 4 : THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU THEO CHU TRÌNH DMAIC 20
4.1 XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU (DEFINE) 20
4.2.ĐO LƯỜNG VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN (MEASURE &ANALYZE) 22
4.3.TIẾN HÀNH CẢI TIẾN (IMPROVE) 35
4.3.1 Đối với kiểm soát nhiệt độ khu vực tiệt trùng 35
4.3.2 Đối với kiểm soát nguồn nguyên liệu đầu vào 40
4.4.KIỂM SOÁT HIỆU QUẢ QUÁ TRÌNH CẢI TIẾN (CONTROL) 47
CHƯƠNG 5 : KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KIẾN NGHỊ 50
5.1.KẾT QUẢ THỰC HIỆN 50
5.2.KIẾN NGHỊ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
Trang 10DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Bảng phân loại các mức độ của chỉ số SEV, OCC, DET 14
Bảng 2.2 Mơ hình trả lời 5-Why 15
Bảng 2.3 Tóm tắt trình tự triển khai luận văn 15
Bảng 4.1 Bảng phân tích rủi ro cơng đoạn tiệt trùng 25
Bảng 4.2 Bảng liệt kê các mức độ rủi ro và tần suất xuất hiện 28
Bảng 4.3 Bảng phân tích 5-Why 29
Bảng 4.4 Kế hoạch thực hiện 30
Bảng 4.5 Dữ liệu đầu vào cho thiết kế thí nghiệm bằng phương pháp Taguchi 31
Bảng 4.6 Thơng số đầu vào và kết quả khi thực hiện cải tiến 36
Bảng 4.7 Kết quả bài thu hoạch sau đào tạo 39
Bảng 4.8 Kế hoạch thực hiện để kiểm soát nguồn nguyên liệu đầu vào 41
Bảng 4.9 Mức điểm đánh giá nhà cung cấp 42
Bảng 4.10 Kết quả đánh giá nhà cung cấp 42
Bảng 4.11 Cập nhật hướng dẫn lấy mẫu nguyên liệu 43
Bảng 4.12 Mã hóa kí tự dựa trên kích cỡ mẫu 44
Bảng 4.13 Tiêu chuẩn AQL áp dụng cho kích thước lấy mẫu [23] 45
Bảng 4.14 Hướng dẫn lấy mẫu đầu vào 46
Trang 11DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1.Hai dịng sản phẩm chính là tiêu tiệt trùng và tiêu nghiền 1
Hình 1.2 Chuyền tiệt trùng hơi nước 3
Hình 2.1 Biểu đồ Pareto điển hình [12] 9
Hình 2.2 Mơ hình biểu đồ xương cá điển hình [13] 10
Hình 2.3 Một số cơng cụ được áp dụng trong tiêu chuẩn hóa cơng việc 12
Hình 2.4 Thiết kế thí nghiệm bằng phương pháp Taguchi 13
Hình 3.1 Quy trình sản xuất chuyền tiệt trùng hơi nước 19
Hình 4.1 Biểu đồ Pareto về các lỗi sản phẩm ở chuyền tiệt trùng 20
Hình 4.2 Biểu đồ tiêu thụ LPG và nước năm 2021 21
Hình 4.3 Biểu đồ phân bố tỉ lệ nước sử dụng cho nhà máy 21
Hình 4.4 Biểu đồ % tinh dầu quý 1 2022 (Phụ lục 3) 22
Hình 4.5 Biểu đồ xương cá phân tích ngun nhân lỗi tinh dầu và dung trọng thấp 23
Hình 4.6 Biểu đồ xương cá phân tích nguyên nhân lỗi LPG tiêu thụ cao 24
Hình 4.7 Mối quan hệ giữa nhân tố đầu vào và dung trọng đầu ra 32
Hình 4.8 Mối quan hệ giữa nhân tố đầu vào và kết quả tinh dầu đầu ra 32
Hình 4.9 Mối quan hệ giữa nhân tố đầu vào và kết quả độ ẩm sản phẩm đầu ra 33
Hình 4.10 Mối quan hệ giữa nhân tố đầu vào và kết quả độ giảm log vi sinh đầu ra 33
Hình 4.11 Mối quan hệ tuyến tính giữa nhiệt độ và dung trọng đầu ra 34
Hình 4.12 Mối quan hệ tuyến tính giữa nhiệt độ và tinh dầu đầu ra 35
Hình 4.13 Mối quan hệ tuyến tính giữa nhiệt độ và độ ẩm đầu ra 35
Hình 4.14 Mối quan hệ tuyến tính giữa nhiệt độ và độ giảm log đầu ra 35
Hình 4.15 Cập nhật kế hoạch HACCP về điều kiện vận hành máy tiệt trùng 37
Hình 4.16 Biểu mẫu ghi nhận điều kiện tiệt trùng được cập nhật 38
Hình 4.17 Buổi đào tạo nhân viên về tiêu chuẩn mới và mẫu bài kiểm tra thu hoạch 38
Hình 4.18 Chương trình đào tạo nhận thức cho nhân viên 39
Hình 4.19 Báo cáo chứng nhận hiệu chuẩn định kì 40
Hình 4.20 Mơ hình trang trại tiêu của cơng ty 47
Hình 4.21 Biểu đồ so sánh lỗi tinh dầu thấp giai đoạn 2021 và 2022-2023 47
Trang 12Hình 4.24 Biểu đồ theo dõi mức sử dụng nước qua các tháng của năm 2022 49
Hình 5.1 Kết quả RFT sau khi cải tiến 2022-2023 50
Hình 5.2 Lượng LPG sử dụng được cải thiện 51
Hình 5.3 Lượng nước dùng cho khu vực tiệt trùng được cải thiện 51
Trang 13DANH MỤC VIẾT TẮT
Từ viết
tắt Ý nghĩa Diễn giải Từ viết tắt Ý nghĩa Diễn giải
RFT Right First Time Tỉ lệ đúng lần đầu PDCA Plan Do Check Act Lên kế hoạch, thực hiện,
kiểm tra, hành động
LPG Liquified Petroleum Gas Khí dầu mỏ hóa lỏng JIT Just In Time Đúng thời điểm
DMAIC Define, Measure, Analyze,
Improve, Control
Xác định, đo lường, phân tích, cải tiến, kiểm
sốt
FMEA Failure Mode and Effect
Analysis
Phân tích các kiểu sai hỏng và ảnh hưởng của nó
SIPOC
Supplier-Input-Process-Output-Customer
Nhà cung cấp, đầu vào, quy trình, đầu ra, khách
hàng
RPN Risk priority number Chỉ số rủi ro ưu tiên
KPI Key Perfomance Indicator Chỉ số đánh giá hiệu quả
công việc OCC Occurrence Tần suất xảy ra
DOE Design of experiment Thiết kế thí nghiệm DET Detection Khả năng phát hiện
SMED Single minute exchange of
die Chuyển đổi nhanh SEV Severity Mức độ nguy hiểm
Trang 14control point điểm kiểm soát tới hạn nhận
QA Quality Assurance Đảm bảo chất lượng LSL Lower specification limit Giới hạn điểm kỹ thuật dưới
ATTP An toàn thực phẩm An toàn thực phẩm USL Upper specification limit Giới hạn điểm kỹ thuật
trên
Trang 15CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Đặt vấn đề
Trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất, mục tiêu sản xuất ra những sản phẩm đạt chất lượng đến tay khách hàng, với chi phí sản xuất tối ưu ln được các doanh nghiệp quan tâm Trong bối cảnh có nhiều đối thủ cạnh tranh trên thị trường như hiện nay, phải kể đến ngành công nghiệp thực phẩm, thực hiện cải tiến để giảm thiểu các lỗi không mong muốn trong q trình sản xuất, giảm thiểu lãng phí là mục tiêu của hầu hết các doanh nghiệp Việc cải tiến quy trình sản xuất khơng những góp phần gia tăng hiệu quả sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm thiểu các khiếu nại đến từ khách hàng, nâng cao vị thế cạnh tranh trên thị trường mà cịn góp phần giảm thiểu các vấn đề lãng phí trong q trình sản xuất
Nhà máy chế biến gia vị OL được khởi công xây dựng vào tháng 4 năm 2020, tại khu công nghiệp Giang Điền, xã Giang Điền, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai, với đối tượng sản xuất chủ yếu là tiêu với đủ các loại sản phẩm tiêu làm sạch, tiêu tiệt trùng, tiêu nghiền Với công nghệ hiện đại, nhà máy có cơng suất đạt gần 12000 tấn tiêu nghiền, 18000 tấn tiêu tiệt trùng mỗi năm, cung cấp nguyên liệu cho các thị trường thực phẩm khắp thế giới
Hình 1.1.Hai dịng sản phẩm chính là tiêu tiệt trùng và tiêu nghiền
Trong bối cảnh hàng loạt các doanh nghiệp trên nhiều lĩnh vực như điện tử, cơ khí, thực phẩm… tại Việt Nam áp dụng lý thuyết về Lean trong cải tiến sản xuất Công ty OL cũng nhanh chóng bắt kịp nhịp độ bằng triển khai các chương trình về 2OX (Operational Excellence) trên tinh thần Lean Production vào hoạt động của doanh nghiệp Từ đó thúc đẩy tinh thần cải tiến liên tục của nhân viên trong nhà máy
Trang 16KPI của mảng tiện ích về năng lượng LPG (Liquified Pertroleum Gas) dùng cho khu vực tiệt trùng là 22.99 kg/tấn sản phẩm và kì vọng cho năm 2022-2023 là 22.7 kg/tấn sản phẩm Lượng nước sử dụng cho năm 2021 đạt 0.63m3/tấn sản phẩm, và kì vọng cho năm 2022-2023 là 0.6 m3/tấn sản phẩm Điều đó đặt ra một vấn đề cho các bộ phận làm việc tại khu vực tiệt trùng của nhà máy cần có những cải tiến về quy trình để đạt được mục tiêu trên
Vì vậy, đề tài nghiên cứu ứng dụng Lean vào cải tiến quy trình sản xuất tại dây chuyền tiệt trùng hơi nước của nhà máy gia vị tiêu OL được thực hiện
1.2 Xác định vấn đề nghiên cứu 1.2.1 Lý do chọn đề tài
Việc áp dụng lý thuyết Lean vào ứng dụng thực tiễn là một đề tài vừa thú vị vừa thực tế, giúp hiện thực hóa những lý thuyết đã được học từ nhà trường bằng cách áp dụng vào việc loại bỏ các lãng phí, tiết kiệm chi phí, nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng Trên thực tế, đã có rất nhiều nghiên cứu cho việc ứng dụng công cụ Lean vào cải tiến chất lượng sản phẩm hoặc cắt giảm lãng phí, các nghiên cứu trên đều mang lại lợi ích to lớn cho doanh nghiệp hoặc đối tượng nghiên cứu Có thể kể đến các cơng bố điển hình gần đây như sau: Năm 2021, Brian Byrne và cộng sự cho công bố nghiên cứu về áp dụng Lean trong cải tiến dây chuyền sản xuất thuốc nhằm đáp ứng yêu cầu đơn hàng tăng cao trong giai đoạn Covid 19 Trong nghiên cứu, các tác giả đã sử dụng các cơng cụ như DMAIC, phân tích chuỗi giá trị (value stream mapping) để tìm ra các điểm lãng phí, giản đồ Pareto và phân tích 5 why, từ đó đưa ra các biện pháp cải tiến và thực hiện chuẩn hóa cơng việc Thành cơng của nghiên cứu góp phần đáng kể để cải thiện chu kì sản xuất gần 8.3%, giảm thời gian chuyển đổi sản phẩm 25%, thời gian chờ (lead time) được cải thiện 14% [1] Trước đó 2 năm, vào năm 2019, Genett Jimenez và cộng sự đã nghiên cứu thành công đề tài cải tiến về năng suất và chất lượng sản phẩm trong dây chuyền sản xuất thực phẩm (cá và hải sản) bằng các công cụ Lean Tác giả đã áp dụng giản đồ SIPOC, phân tích chuỗi giá trị (value stream mapping), flow diagram, biểu đồ Pareto để phân tích và nhận dạng các lãng phí (Muda) trong dây chuyền Kết quả nghiên cứu đã đạt được kì vọng với việc giảm đi 40% quãng đường di chuyển và 44.2% thời gian di chuyển giữa các khu vực sản xuất, giảm thời gian Takt time và kiểm soát tốt điểm thắt cổ chai [2] Qua các nghiên cứu được cơng bố như trên, có thể thấy được việc ứng dụng Lean vào giảm lãng phí và cải thiện chất lượng sản phẩm đã rất thành cơng trước đó và rất tương đồng với hướng nghiên cứu trong đề tài luận văn
Trang 17Ứng dụng công cụ Lean vào việc nghiên cứu cải tiến sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu lãng phí cho doanh nghiệp Mong muốn sau khi hoàn thành đề tài, có thể tìm ra được các điểm đang gây lãng phí tại dây chuyền tiệt trùng, đồng thời có những biện pháp để cải tiến chất lượng sản phẩm Mục tiêu cuối cùng cần đạt được là tăng tỉ lệ RFT từ 95% lên 97% (nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm lãng phí trong việc tái chế hoặc hủy bỏ sản phẩm), lượng LPG sử dụng cho chuyền tiệt trùng được giảm từ 22.99 kg/ tấn sản phẩm xuống còn 22.7 kg/ tấn sản phẩm, lượng nước tiêu thụ giảm từ 0.63 m3/MT sản phẩm xuống 0.6 m3/MT sản phẩm Đây là mục tiêu đặt ra ban đầu khi thực hiện nghiên cứu đề tài
1.2.3 Nội dung luận văn
Nghiên cứu được hình thành và phát triển dựa trên những nguyên lý cơ bản của lý thuyết về Lean manufacturing Quá trình thực hiện gồm 3 bước chính:
+ Áp dụng lý thuyết về Lean để xác định các lãng phí tại dây chuyền tiệt trùng hơi nước của nhà máy sản xuất gia vị
+ Sử dụng các công cụ như Pareto, lưu đồ sản xuất (flowchart), giản đồ xương cá, FMEA, phân tích 5 why để tìm ra vấn đề và nguyên nhân của lãng phí
+ Đề xuất các biện pháp cải tiến bằng áp dụng các công cụ như DOE, tiêu chuẩn hóa cơng việc để giảm thiểu lãng phí, cải tiến quy trình, nâng cao chất lượng sản phẩm và tiết kiệm chi phí sản xuất
1.2.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
+ Đối tượng nghiên cứu: dây chuyền tiệt trùng hơi nước tại nhà máy chế biến gia vị + Thời gian thực hiện: tháng 09/2022 – 06/2023
Trang 181.2.5 Ý nghĩa nghiên cứu
Thông qua đề tài “Nghiên cứu ứng dụng Lean vào giảm lãng phí và cải tiến chất lượng sản phẩm trong nhà máy thực phẩm”, giúp tác giả phát hiện ra những lãng phí tiềm tàng trong quy trình sản xuất Từ đó xây dựng phương pháp tinh gọn bằng cách áp dụng các công cụ Lean đã được học vào việc tìm ra lãng phí, xây dựng các biện pháp cải tiến và nâng cao chất lượng sản phẩm
Đối với bản thân tác giả, đề tài nghiên cứu này là một cơ hội quý giá, giúp việc áp dụng các kiến thức đã học từ nhà trường, các kiến thức về Lean, các công cụ tinh gọn của Lean đưa vào vận dụng trong thực tiễn Trong q trình áp dụng, sẽ có những sai khác giữa lý thuyết và thực tế, cần sự hiệu chỉnh và áp dụng linh hoạt Đó sẽ là kinh nghiệm quý báo và giá trị để tác giả rút kinh nghiệm cho những nghiên cứu tương lai
Đối với tổ chức, công ty, nghiên cứu ứng dụng công cụ Lean của đề tài góp phần vào giảm lãng phí tại dây chuyền sản xuất của doanh nghiệp, cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm lỗi sản phẩm, tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành
1.2.6 Bố cục luận văn
Bố cục luận văn gồm 5 chương:
Chương 1 – Giới thiệu: Giới thiệu chung về công ty và những vấn đề cần gặp phải Lý do
hình thành đề tài và nguyên nhân lựa chọn Lean Manufacturing làm công cụ để giải quyết vấn đề và cấu trúc luận văn
Chương 2 – Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận: Tìm hiểu các lý thuyết liên quan đến
Lean, các công cụ sử dụng trong Lean, các nghiên cứu về Lean và ứng dụng của Lean trong sản xuất hiện đại Quy trình thực hiện nghiên cứu Các công cụ hỗ trợ cho việc phân tích dữ liệu
Chương 3 – Phân tích đối tượng nghiên cứu: Giới thiệu cụ thể về quy trình sản xuất của nhà
máy Thực trạng quá trình sản xuất Nhận diện vấn đề cần tập trung cải tiến
Chương 4 – Thực hiện nghiên cứu theo chu trình DMAIC: Quy trình thực hiện dựa trên chu
trình DMAIC, sử dụng cơng cụ tinh gọn như chuẩn hóa cơng việc để chuẩn hóa quy trình cải tiến, xây dựng tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng đầu vào nhằm nâng cao năng suất của nhà máy, theo dõi thực hiện và ghi nhận các kết quả sau cải tiến
Chương 5 – Kết quả thực hiện và kiến nghị: kết quả thực hiện nghiên cứu, kết luận Đưa ra
Trang 19CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN
2.1 Cơ sở lý thuyết
Sự ra đời khái niệm Lean bắt nguồn từ cuối những năm 1940 khi Toyota đặt nền móng cho khái niệm sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) nhằm mục đích giảm thiểu các quy trình khơng mang lại giá trị cho sản phẩm cuối cùng Ngày nay, Toyota được xem là biểu tượng của việc ứng dụng thành công Lean và trở thành một trong những công ty sản xuất hiệu quả nhất thế giới Sau đó, khái niệm Lean Production hay Lean Manufacturing lần đầu được xuất hiện trong quyển sách "Cổ máy làm thay đổi thế giới" (The machine that changed the world) của tác giả Jame P Womack và Daniel T Johnes [3], và trong quyển Lean Thinking của cùng tác giả cũng từng khẳng định tinh thần sản xuất tinh gọn như là một kim chỉ nam cho sự loại bỏ lãng phí và xây dựng sự hưng thịnh cho tổ chức (“Banish waste and create wealth in your corporation”) [4] Cùng lúc đó, khái niệm MUDA cũng được nhắc đến song hành với Lean, đây là một từ tiếng Nhật với ý nghĩa lãng phí, khơng tạo ra giá trị (waste) Theo lý thuyết về Lean, có tất cả bảy loại lãng phí khơng tạo ra giá trị trong sản xuất, dịch vụ bao gồm: Sản xuất dư thừa (Over Production), Tồn kho (Inventory), Vận chuyển (Transportation), Khuyết tật sản phẩm (Defect), Xử lý thừa (Processing Waste), Lãng phí thao tác (Motion Waste) và Chờ đợi (Waiting)
Sản xuất dư thừa (Over Production) khi sản phẩm được tạo ra nhưng chưa có hoặc khơng
có đơn đặt hàng hoặc sản xuất nhanh hơn hoặc trước khi có yêu cầu Nguyên nhân dẫn đến lãng phí này có thể đến từ việc các lô hàng quá khổ Sản xuất dư thừa có thể tạo ra thời gian chờ lớn, gia tăng chi phí lưu kho và nguy cơ tiềm tàng của việc khó phát hiện ra lỗi [5] Lean được áp dụng để khắc phục đặc điểm này bằng hệ thống kéo (pull system) hoặc chỉ sản xuất khi có đơn đặt hàng từ khách hàng [6]
Lãng phí do chờ đợi (Waiting) bất cứ khi nào hàng hóa không được di chuyển hoặc đang
Trang 20khắc phục lỗi sai, áp dụng công cụ chuyển đổi nhanh SMED (Single minute exchange of die) để giảm thiểu thời gian chuyển đổi
Lãng phí do vận chuyển (Transportation) Giai đoạn vận chuyển cũng được xem như một
trong những giai đoạn gây lãng phí trong doanh nghiệp Chi phí vận chuyển phần lớn phát sinh từ việc vận chuyển nguyên vật liệu thô vào nhà máy và di chuyển thành phẩm cho khách hàng Với những doanh nghiệp có khu vực sản xuất sắp xếp chưa hợp lý, việc luân chuyển thành phẩm/bán thành phẩm hoặc việc luân chuyển đến và đi các cơ sở kho của nhà máy cũng sẽ tiêu tốn khá nhiều thời gian, công sức và chi phí Việc loại bỏ hồn tồn các lãng phí do vận chuyển là khơng thể, tuy nhiên có thể áp dụng một số biện pháp để giảm thiểu lãng phí như bố trí lại mặt bằng để giảm bớt các vận chuyển không cần thiết, sắp xếp kế hoạch sản xuất để giảm bớt việc di chuyển giữa các công đoạn, sử dụng sơ đồ chuỗi giá trị (VSM-Value Stream Mapping) để giảm bớt các bước và công đoạn không cần thiết trong quá trình, giảm việc sản xuất dư thừa, giảm hàng tồn kho để giảm các công đoạn vận chuyển
Xử lý thừa (Over Processing) là các hoạt động lãng phí xảy ra do các tiêu chuẩn hoặc thông
số kỹ thuật chưa được rõ ràng hoặc chuẩn hóa Nhiều doanh nghiệp cố gắng thực hiện tốt nhất cho sản phẩm có thể nhưng họ khơng xác định rõ được đâu là thực sự cần thiết để làm tăng giá trị cho sản phẩm hoặc đâu là yêu cầu khách hàng, vì vậy họ dành nhiều thời gian và nguồn lực để thực hiện công việc hoặc tối ưu một thông số hoặc một đặc điểm của sản phẩm nhưng thực tế khách hàng không quan tâm hoặc khơng u cầu, điều đó dẫn đến lãng phí nguồn nhân lực, lãng phí năng lượng vận hành và máy móc, thiết bị do phải chạy vượt tiêu chuẩn sản phẩm Để giảm thiểu lãng phí trên, có thể áp dụng các biện pháp như ban hành các hướng dẫn cơng việc hoặc chuẩn hóa thơng số, thao tác cho tất cả các công đoạn, nắm rõ yêu cầu khách hàng để tránh việc sản xuất vượt quá mong đợi
Lãng phí thao tác (Motion Waste) là những thao tác hoặc chuyển động của người công
Trang 21Tồn kho quá mức (Excess Inventory) bất kì doanh nghiệp nào khi hoạt động cũng đều cần
một lượng tồn kho an toàn hay như một “miếng đệm an toàn” để đảm bảo hoạt động sản xuất và cung ứng trôi chảy, tuy nhiên nếu lượng hàng tồn kho vượt quá mức sẽ dẫn đến những lãng phí Hàng tồn kho quá mức được xem là việc lưu trữ quá nhiều sản phẩm trong kho nhưng chưa có đơn hàng hoặc lưu trữ quá mức lượng hàng bán thành phẩm Lãng phí tồn kho cũng được xem xét cho trường hợp lưu trữ cho bất kì vật liệu nào được mua nhưng không được sử dụng Nguyên nhân chính dẫn đến tồn kho có thể xuất phát từ việc sản xuất thừa, dẫn đến việc tạo ra nhiều sản phẩm nhưng chưa có nhu cầu từ khách hàng Các biện pháp kiểm soát việc tồn kho quá mức có thể xem xét đến như áp dụng ý tưởng về sản xuất đúng lúc (JIT- Just In Time), bố trí kế hoạch sản xuất hợp lý để khơng tạo ra quá nhiều sản phẩm thừa
Sai lỗi/ khuyết tật (Defect) bất kì sản phẩm lỗi/ khuyết tật nào được tạo ra cũng được xem
là lãng phí, do nó khơng mang lại giá trị và cịn tiêu tốn thêm thời gian ngoại quan, chỉnh sửa, tái chế hoặc thậm chí là hủy bỏ Sản phẩm lỗi khi đến tay khách hàng sẽ dẫn đến giảm sự hài lòng khách hàng, khiếu nại khách hàng hoặc trả lại đơn hàng Việc sai lỗi còn dẫn đến nguy cơ tắc nghẽn dòng chảy do phải dừng lại chỉnh sửa, điều tra, khắc phục Tất cả những vấn đề kể trên đều làm gia tăng chi phí khơng mong muốn cho doanh nghiệp Các nguyên nhân dẫn đến lỗi sản phẩm có thể kể đến như thao tác con người chưa chuẩn, quy trình khơng chuẩn xác, không tuân thủ quy định hoặc bỏ qua các thao tác vận hành, máy móc hư hỏng Để khắc phục lỗi sản phẩm, có thể áp dụng các phương pháp như xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cho mỗi quá trình, ban hành các hướng dẫn về thao tác chuẩn cho công việc, thực hiện bảo trì, bảo dưỡng máy móc định kì, đẩy mạnh đào tạo cơng nhân
Vì vậy, tất cả các loại lãng phí trên đều là những hoạt động không mang lại giá trị cho sản phẩm, và khách hàng không mong muốn trả tiền cho những lãng phí đó Mục đích của việc thực hiện Lean trong sản xuất là phát hiện và tìm biện pháp để giảm thiểu hoặc loại bỏ các loại lãng phí trên
Các lý thuyết quan trọng và chính yếu được sử dụng để nghiên cứu trong luận văn sẽ được trình bày cụ thể trong phần phương pháp luận nghiên cứu
2.2 Phương pháp luận nghiên cứu
Trang 22(Work Instruction) và Kaizen để cải tiến quy trình, giảm thiểu lỗi hoặc lãng phí khơng mong muốn của sản phẩm và theo dõi hiệu quả của các biện pháp cải tiến trên
2.2.1 Mơ hình DMAIC
DMAIC được viết tắt bởi 5 giai đoạn Define (Xác định vấn đề), Measure (Đo lường vấn đề), Analysis (Phân tích vấn đề), Improve (Thực hiện cải tiến), Control (Kiểm sốt, theo dõi) DMAIC có chức năng hoạt động gần giống như quy trình PDCA (Plan Do Check Act) hoặc phương pháp 7 bước của Juran và Gryna trong việc giải quyết các vấn đề trong sản xuất [7] Năm giai đoạn của quy trình DMAIC được tác giả [8] nhắc đến như sau:
Define: xác định vấn đề và lợi ích của việc phân tích bao gồm các bước:
1: Nhận dạng và phác thảo quy trình,
2: Nhận dạng các bộ phận/ khu vực liên quan đến vấn đề 3: Chọn lọc và xác định các vấn đề ưu tiên
4: Lên kế hoạch cho việc thực hiện
Measure: chuyển các vấn đề trên thành các dữ liệu đo lường để thấy được tình huống hiện
tại, từ đó đặt ra mục tiêu gồm các bước:
1: Chọn ra một hoặc nhiều điểm CTQ (Critical to quality) 2: Xác định giới hạn yêu cầu của điểm CTQ
3: Thẩm định cách đo lường điểm CTQ hiện tại 4: Đánh giá năng lực quá trình
5: Đặt ra mục tiêu cho dự án
Analyze: xác định các yếu tố ảnh hưởng và nguyên nhân gây ra vấn đề bằng các bước:
1: Nhận dạng các yếu tố có khả năng/ tiềm tàng gây ra lỗi bằng việc phân tích các dữ liệu và nghiên cứu q trình
2: Tiến hành phân tích, đánh giá và chọn ra các yếu tố có khả năng chính gây ra lỗi, hay còn gọi là nguyên nhân gốc rễ
Improve: Đưa ra thiết kế hoặc ban hành các thay đổi trong quy trình nhằm tạo ra sự cải tiến Control: Thẩm định lại quy trình cải tiến để đảm bảo các cải tiến đưa ra là bền vững, hiệu
quả bằng việc xây dựng các tiêu chuẩn và quy trình, thực hiện chuyển giao và đào tạo cho người chịu trách nhiệm, tiến hành thẩm định, báo cáo và ghi nhận kết quả
Trang 23cách áp dụng thành công DMAIC kết hợp với các phương pháp như control chart, biểu đồ Pareto, giản đồ xương cá [9], thành công của nghiên cứu trên góp phần giảm được 70% tỉ lệ lỗi sản phẩm Sau đó khơng lâu, Nikhil cùng cộng sự đã trình bày nghiên cứu trên tạp chí Science Direct với chủ đề nhận dạng điểm thắt cổ chai và cải tiến dựa trên Lean, và áp dụng cơng cụ DMAIC vào năm 2018 Một năm sau đó, tác giả Lý Minh Đức và cộng sự tiếp tục cơng bố nghiên cứu về áp dụng quy trình DMAIC trong cải tiến năng suất và chất lượng sản phẩm cho quy trình sản xuất cơ khí, giúp giảm 3 nhóm lỗi chiếm tỉ lệ cao nhất và tiết kiệm cho doanh nghiệp 3000$/năm[10] Qua đó có thể thấy, DMAIC là một cơng cụ hữu ích giúp giải quyết được rất nhiều vấn đề trong cải tiến sản xuất
2.2.2 Biểu đồ Pareto
Nhà kinh tế, xã hội học Vilfredo Pareto (1848 – 1923) vào thế kỉ 19 đã đưa ra nhận định trong một báo cáo của mình rằng 80% tài sản của xã hội đến từ 20% dân số, được xem là cha đẻ của biểu đồ Pareto ngày nay, hay được biết đến là quy tắc 80/20 [11] Có thể nhận thấy quy tắc trên thơng qua các ví dụ sau: 80% sự cố giao thông xảy ra được gây ra bởi 20% tài xế hay 80% sản phẩm lỗi được gây ra bởi 20% các bước trong quy trình sản xuất [11] Từ đó dẫn đến sự chú ý của các chuyên gia trong lĩnh vực chất lượng như Juran hay Dr Deming, họ bắt đầu áp dụng nguyên lý trên trong việc tìm ra các lỗi trong sản xuất và tập trung vào 20% yếu tố gây lỗi nhưng gây ra 80% vấn đề chất lượng Như đã trình bày, mục đích của biểu đồ Pareto nhằm tìm ra những nguyên nhân chủ yếu và quan trọng nhất trong một nhóm các nguyên nhân (thường có nhiều nguyên nhân), giúp cho việc dễ dàng xác định các yếu tố ưu tiên để thực hiện các hành động hoặc cải tiến Khi sử dụng biểu đồ này cần lưu ý về quy tắc 80/20, nghĩa là lưu ý đến 20% lỗi nhưng chiếm tần suất xảy ra 80% so với tổng thể, giúp tập trung xử lý những vấn đề lỗi quan trọng hơn so với những lỗi có tần suất xảy ra lỗi thấp hơn
Trang 242.2.3 Biểu đồ xương cá/ Biểu đồ nhân quả
Biểu đồ xương cá (Ishikawa diagram, Fishbone diagram) được sử dụng lần đầu vào những năm thập niên 1960 do giáo sư người Nhật Ishikawa Kaoru thực hiện tại nhà máy đóng tàu Kawasaki (13) Biểu đồ này thể hiện mối liên hệ giữa các nhóm nguyên nhân tác động hay ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề Biểu đồ được gọi là biểu đồ xương cá vì cấu trúc của nó giống với hình xương cá Trục xương trung tâm được coi là quá trình dẫn đến vấn đề Các xương lớn gắn vào xương sống thể hiện những yếu tố chính hay những hạng mục tổng quát, những xương vừa và nhỏ thể hiện những nguyên nhân cụ thể, chi tiết Thông thường các nhánh xương lớn sẽ tập trung vào các yếu tố: con người (man), máy móc (machine), phương pháp (method), nguyên vật liệu (material), đo lường (measure), môi trường (environment) Việc áp dụng biểu đồ xương cá giúp cho tổ chức có cái nhìn chính xác về ngun nhân của vấn đề, tìm ra được các nguyên nhân tiềm tàng hoặc nguyên nhân gốc rễ gây ra vấn đề
Hình 2.2 Mơ hình biểu đồ xương cá điển hình [13]
Năm 2021, Masoud Hekmatpanah cơng bố nghiên cứu về ứng dụng biểu đồ xương cá vào việc tìm ra nguyên nhân xảy ra lỗi của một công ty Iran (Sepahan) về đóng hộp dầu [13] Thành cơng của nghiên cứu góp phần giảm lượng hàng lỗi từ 50000 ppm xuống còn 5000 ppm và giúp tiết kiệm được 0.92% lượng dầu bị lãng phí Archit Sony và đồng nghiệp cũng có nghiên cứu ra mắt năm 2013 về biểu đồ xương cá trong việc tìm ra ngun nhân gây lãng phí của một doanh nghiệp sản xuất thép tại Ấn Độ[14]
2.2.4 Phương pháp tiêu chuẩn hóa cơng việc (Standardization)
Trang 26Hình 2.3 Một số cơng cụ được áp dụng trong tiêu chuẩn hóa cơng việc
2.2.5 Phương pháp thiết kế thí nghiệm (Taguchi)
Phương pháp Taguchi là một phương pháp tối ưu hóa đa tham số được giới thiệu bởi một tiến sĩ người Nhật, tên là Taguchi Mục tiêu của phương pháp này nhằm hỗ trợ trong kiểm sốt chất lượng, trong đó quy trình được thiết kế ít chịu ảnh hưởng của những nhân tố gây ra sự sai lệch về chất lượng[19] Phương pháp này dựa trên một mảng trực giao của thí nghiệm, mảng trực giao này là sự tập hợp các thí nghiệm với sự kết hợp bởi các mức khác nhau của các tham số Phương pháp này cho biết sự ảnh hưởng của các thông số đến đầu ra mong muốn, hay cịn gọi là tối ưu hóa một hàm mục tiêu Có 3 loại hàm mục tiêu cơ bản, đó là càng lớn càng tốt (larger is better), càng nhỏ càng tốt (smaller is better), càng chuẩn càng tốt (normal is better)[20] Ảnh hưởng trên được định nghĩa bởi thuật ngữ S/N-tín hiệu nhiễu (signal to noise) và được tính bởi cơng thức sau:
Phương pháp Taguchi được thực hiện dựa trên bảy bước cơ bản [19]:
Bước 1: Chọn các nhân tố độc lập, biến điều khiển, biến đáp ứng và hàm mục tiêu
Bước 2: Xác định miền giá trị các nhân tố ảnh hưởng đến mục tiêu và quan hệ có thể có
giữa các nhân tố, phân bố tồn bộ miền giá trị của các nhân tố thành các mức
Bước 3: Tạo ma trận quy hoạch thực nghiệm Bước 4: Tiến hành thí nghiệm để thu được kết quả
Bước 5: Phân tích số liệu theo tỉ số S/N tùy thuộc vào hàm mục tiêu
Bước 6: Sử dụng phân tích giá trị trung bình để đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến kết
quả đầu ra
Bước 7: Tính tốn lại hàm mục tiêu theo bộ giá trị tối ưu và kiểm chứng bằng thực nghiệm
Năm 2010, tác giả Dasgupta và cộng sự đã công bố nghiên cứu ứng dụng phương pháp Taguchi vào lĩnh vực hóa học Kết quả nghiên cứu thành cơng trong việc tìm ra các mức ảnh hưởng của các thông số đầu vào như chất xúc tác (Niken, Coban và Sắt), nồng độ xúc tác (5%,
Trang 2710% và 15%), nhiệt độ phản ứng (600oC, 700oC và 800oC), chất xúc tác phụ (Magie, Nhôm, Carbon đen) lên độ tinh khiết của sản phẩm Carbon nano Từ đó xác định được yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất lên phản ứng giữa các thông số và điều kiện tối ưu của phản ứng trên[20]
Hình 2.4 Thiết kế thí nghiệm bằng phương pháp Taguchi
Phương pháp trên cũng gặp một số hạn chế do số liệu rời rạc nên kết quả đạt được chỉ gần tối ưu, không đưa được các điều kiện ràng buộc và chỉ giải được bài toán đơn mục tiêu Tuy nhiên, nếu hiểu biết rõ về phương pháp trên và bỏ qua một số hạn chế, Taguchi có thể xem là một phương pháp hiệu quả được sử dụng trong công việc và nghiên cứu
2.2.6 Phương pháp phân tích sai hỏng và tác động của nó (FMEA-Failure Mode and Effects analysis)
Trong lĩnh vực sản xuất, việc phát hiện ra các lỗi tiềm tàng càng sớm sẽ giúp cho doanh nghiệp chủ động trong việc đưa ra những biện pháp ngăn chặn hoặc cải tiến kịp thời Việc phát hiện càng sớm thì ảnh hưởng đến sản phẩm càng nhỏ và ngược lại Vì vậy bộ cơng cụ FMEA được rất nhiều doanh nghiệp lựa chọn sử dụng như một công cụ đánh giá rủi ro, giúp doanh nghiệp không những phát hiện ra lỗi tiềm tàng mà còn giúp ngăn ngừa một cách cơ bản các tác động của việc hư hỏng Có hai kiểu FMEA phổ biến là D-FMEA và P-FMEA[21] D-FMEA tập trung vào đối tượng thiết kế của sản phẩm trong khi P-FMEA tập trung vào phân tích quy trình sản xuất, dựa trên công thức:
RPN (risk priority number) =SEV x OCC x DET (2.2) Trong đó:
- Mức độ nghiêm trọng (Severity – SEV): chỉ ra mức độ ảnh hưởng hay tác động của các lỗi đến khách hàng
Trang 28- Khả năng phát hiện (Detection – DET): chỉ ra khả năng hệ thống phát hiện ra nguyên nhân của sai lỗi nếu nó xảy ra
Và các chỉ số trên là những số nguyên dương được gợi ý như bảng sau:
Bảng 2.1 Bảng phân loại các mức độ của chỉ số SEV, OCC, DET
Mức độ SEV OCC DET
1 Khơng có Khơng thể xảy ra (< 0.01 phần nghìn) Rất cao
2 Rất nhỏ Thấp (0.1 phần nghìn) Rất cao
3 Nhỏ Thấp (0.5 phần nghìn) Cao
4 Rất thấp Vừa (1 phần nghìn) Cao vừa
5 Thấp Vừa (2 phần nghìn) Vừa
6 Vừa phải Vừa (5 phần nghìn) Thấp
7 Cao Cao (10 phần nghìn) Rất thấp
8 Rất cao Cao (20 phần nghìn) Khả năng khơng phát
hiện 9 Nguy hiểm có
cảnh báo
Rất cao (50 phần nghìn) Khơng phát hiện
10 Nguy hiểm không được cảnh báo
Rất cao (>100 phần nghìn) Khơng phát hiện
Tuy nhiên, vì điều kiện hạn chế nên không áp dụng đầy đủ phương pháp FMEA vào luận văn dựa trên công thức: RPN (risk priority number) =SEV x OCC x DET, mà chỉ áp dụng:
RPN =SEV x OCC (2.3)
2.2.7 Phương pháp phân tích 5 Why
Trang 29Bảng 2.2 Mơ hình trả lời 5-Why
Xác định vấn đề
Tại sao vấn đề xảy ra Nguyên nhân 1 Tại sao nguyên nhân 1 xảy ra Nguyên nhân 2 Tại sao nguyên nhân 2 xảy ra Nguyên nhân 3 Tại sao nguyên nhân 3 xảy ra Nguyên nhân 4 Tại sao nguyên nhân 4 xảy ra Nguyên nhân 5
(Nguyên nhân gốc rễ)
Năm 2011, Danielle và cộng sự cho công bố nghiên cứu về ứng dụng kỹ thuật phân tích 5 why vào việc nghiên cứu sự phát triển của trẻ em [22] Ngồi ra, rất nhiều cơng trình nghiên cứu trong lĩnh vực sản xuất cũng áp dụng công cụ trên như một phần của dự án để tìm ra những nguyên nhân gốc rễ [10] Điều đó chứng minh 5 why là một cơng cụ mạnh trong phân tích, cải tiến có thể áp dụng được trong nhiều lĩnh vực
2.3 Chi tiết triển khai luận văn
Như đã trình bày trước đó, nghiên cứu này sẽ được áp dụng dựa trên chu trình DMAIC, chi
tiết các bước được thể hiện như Bảng 2.3:
Bảng 2.3 Tóm tắt trình tự triển khai luận văn
Bước Nội dung Mục tiêu Công cụ hỗ trợ
Xác định vấn đề (Define)
Tiếp cận đề tài nghiên cứu
Phân tích ra lãng phí đang gặp phải
Phân tích đối tượng cần nghiên cứu
Xác định lợi ích khi thực hiện việc loại bỏ các lãng phí
Flow chart Biểu đồ Pareto
Dữ liệu quá khứ năm 2021
Đo lường (Measure) Phản ánh vấn đề nghiên cứu bằng dữ liệu, bằng chứng đo lường
Phân tích mức độ lãng phí, tìm ra những điểm ưu tiên cần được quan tâm khắc phục trước
Trang 30Phân tích (Analyze) Phân tích những vấn đề trên để tìm ra nguyên nhân Sử dụng các công cụ Lean để phân tích nguyên nhân gốc rễ, từ đó làm tiền đề cho định hướng cải tiến
Phân tích 5 why Thiết kế thí nghiệm (Taguchi)
Tìm mối quan hệ tuyến tính, hoặc phi tuyến giữa thông số đầu vào và đầu ra Cải tiến (Improve) Tiến hành các hành
động khắc phục cho nguyên nhân gốc rễ
Áp dụng các công cụ Lean trong việc cải tiến quy trình
Tiêu chuẩn hóa cơng việc
Kiểm soát (Control) Theo dõi hiệu quả của các hành động cải tiến
Kiểm soát các hành động cải tiến, thay đổi có thật sự mang lại hiệu quả, giảm lãng phí và nâng cao chất lượng hay khơng Tìm ra định hướng cho các cải tiến tương lai
Control chart Pareto chart
2.4 Các nghiên cứu liên quan
Trang 32CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
3.1 Đối tượng nghiên cứu
Công ty OL, chi nhánh đặt tại khu công nghiệp Giang Điền, xã Giang Điền, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai
Đối với bài nghiên cứu này, xin được phép đề cập đến công đoạn tiệt trùng của dây chuyền sản xuất gia vị tiêu hạt Với năng lực 3 ca, sản xuất 6 ngày/tuần, năng suất trung bình mỗi năm có thể sản xuất ra trung bình 18000 tấn sản phẩm tiêu hạt tiệt trùng, 12000 tấn tiêu nghiền Công ty hoạt động chủ yếu dưới hình thức B2B (Business to Business), cung cấp nguyên liệu tiêu tiệt trùng hoặc tiêu hạt cho các công ty thuộc thị trường châu Âu, châu Mỹ, châu Á, châu Úc Với quy mô sản xuất lớn, tuy nhiên, do nhà máy mới đi vào hoạt động vào tháng 4 năm 2020, nên việc vận hành dây chuyền vẫn còn gặp nhiều vấn đề dẫn đến lỗi sản phẩm hoặc các lãng phí, gây thất thốt cho doanh nghiệp
3.2 Quy trình sản xuất chung
Tiêu nguyên liệu được thu mua từ các hộ nông dân, hoặc đại lý thu mua, sau đó được vận chuyển về kho nguyên vật liệu của nhà máy
Dây chuyền sản xuất bắt đầu từ công đoạn làm sạch Tại đây, tiêu được trải qua các quy trình sàng để loại bỏ tạp chất như đất, đá, cọng cành, đối với các loại đá nhiễm từ kích thước nhỏ khơng chặn lại bởi sàng được, sẽ được loại bỏ bởi công đoạn máy tách đá nhiễm từ Tiêu tiếp tục được băng tải chuyển qua các buồng spiral để loại tiếp tạp chất bằng nguyên lý lực qn tính li tâm Sau đó cơng đoạn máy bắn màu laser sẽ giúp loại các hạt hoặc tạp chất không phải là tiêu và qua máy thổi để loại bỏ những hạt tiêu lép có dung trọng thấp Ngun liệu tiếp tục được qua cơng đoạn máy dị kim loại (CCP-Critical Control Point) để loại bỏ tạp chất vật lý và được đóng vào bao Jumbo, tùy theo đơn hàng có thể xuất bán hoặc qua cơng đoạn tiếp theo
Trang 33trì độ ẩm trong mức cho phép (≤12%) Sau khi ra khỏi hệ thống bồn tiệt trùng, tiêu được chuyển qua phịng đóng gói bằng hệ thống băng tải ống Tại đây, tiêu được qua máy sàng để loại bỏ tiêu vón cục, sau đó được đưa qua máy dò kim loại để loại bỏ tạp chất vật lý (CCP) và đóng gói Tại cơng đoạn đóng gói, tiêu có thể được cho vào bao Jumbo để đưa qua cơng đoạn nghiền hoặc đóng gói vào bao bì nếu xuất đi cho khách hàng Tổng thể quy trình sản xuất tại
dây chuyền tiệt trùng được thể hiện như trên Hình 3.1
Hình 3.1 Quy trình sản xuất chuyền tiệt trùng hơi nước
Trang 34CHƯƠNG 4 : THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU THEO CHU TRÌNH DMAIC
Bằng việc áp dụng cơng cụ DMAIC trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu, các bước thực hiện đề tài được tuân theo thứ tự của chu trình D-M-A-I-C như trình bày bên dưới
4.1 Xác định vấn đề nghiên cứu (Define)
Dựa trên dữ liệu ghi nhận của bộ phận QA về các loại lỗi tại công đoạn tiệt trùng hơi nước
năm 2021 (Phụ lục 1), dù đạt tỉ lệ RFT khá cao gần 95%, tuy nhiên, nhận thấy 5% lỗi đến từ
tinh dầu thấp, dung trọng thấp và tái nhiễm vi sinh, 3 lỗi này chiếm hơn 80% tổng số lỗi, trong
đó lỗi tinh dầu thấp chiếm 38% và dung trọng thấp chiếm 34% (Hình 4.1)
Hình 4.1 Biểu đồ Pareto về các lỗi sản phẩm ở chuyền tiệt trùng
Thang đo cho tỉ lệ tinh dầu (volatile oil) dao động từ 2 đến 4%, giá trị trung bình thường ở khoảng 3.2 % Nếu sản phẩm sau tiệt trùng thu được có tỉ lệ tinh dầu ở ngưỡng thấp (<2%), hoặc kết quả sau tiệt trùng, hàm lượng tinh dầu giảm hơn 0.2% so với lúc trước tiệt trùng, sau khi chuyển qua công đoạn nghiền sẽ bị thất thoát thêm một lượng nữa, dẫn đến thành phẩm có tỉ lệ tinh dầu thấp, khơng đáp ứng được đơn đặt hàng của đa số khách hàng Với mục tiêu KPI năm 2022-2023 là RFT= 97%, cần có những biện pháp cải tiến quy trình sản xuất để giảm thiểu các lỗi trong dây chuyền, tăng chất lượng của sản phẩm
Thang đo cho dung trọng sản phẩm, đối với tiêu, dung trọng sẽ nằm ở khoảng 500 g/l đến 595 g/l Trung bình sẽ nằm ở khoảng 520 g/l Nếu sau qua công đoạn tiệt trùng, dung trọng bị giảm càng nhiều so với dung trọng ban đầu (mức cho phép ±10 g/l) sẽ làm thất thoát càng nhiều khối lượng sản phẩm, mất lợi nhuận cho công ty
Tiếp tục ghi nhận thêm một số dữ liệu từ bộ phận bảo trì năm 2021, giá trị trung bình ghi nhận trong báo cáo cuối năm là 22.99 kg/tấn sản phẩm lượng LPG được sử dụng cho dây
767031147 438%72%88% 95%98%100%0%20%40%60%80%100%01020304050607080Tinh dầu
thấp Dung trọng thấp Nhiễm vi sinh
Vón cụcẨm caoLỗi khác
Bảng dữ liệu ghi nhận các lỗi năm 2021
Trang 35chuyền tiệt trùng (Hình 4.2) LPG được sử dụng để cung cấp năng lượng hóa hơi nước đưa
vào bồn tiệt trùng và cung cấp hơi nóng ở vị trí buồng sấy Nước được sử dụng cho các hoạt động như hóa hơi để đưa vào bồn tiệt trùng hơi nước, nước cho khu vực vệ sinh thiết bị, khu vực nhà giặt, các hoạt động phịng thí nghiệm và các hoạt động văn phịng Trong đó khoảng 78% lượng nước được dùng chủ yếu cho khu vực tiệt trùng (bao gồm cung cấp hơi nước cho
bồn tiệt trùng và hoạt động vệ sinh bồn triệt trùng) (Hình 4.3), báo cáo năm 2021 ghi nhận
lượng nước dùng cho khu vực tiệt trùng là 0.63 m3/tấn sản phẩm (Hình 4.2)
Hình 4.2 Biểu đồ tiêu thụ LPG và nước năm 2021
Hình 4.3 Biểu đồ phân bố tỉ lệ nước sử dụng cho nhà máy
Để nhìn rõ thêm những thất thoát tại chuyền tiệt trùng trên, thực hiện một số tính tốn từ dữ liệu năm 2021 có thể thấy được:
22.9922.72222.222.422.622.8232021KPI 2022Lượng LPG kg/MTNăng lượng LPG0.630.60.580.590.60.610.620.630.642021KPI 2022Lượng nước m3/MT Nước78%10%8%4%
Tỉ lệ phân bố nước sử dụng ở các khu vực, 2021
Chuyền tiệt trùng hơi nướcKhu vực vệ sinh thiết bịKhu vực nhà giặt
Trang 36Đối với lỗi tinh dầu thấp, việc đó sẽ mang lại khó khăn trong việc sắp xếp lại đơn hàng, do nếu đầu ra sau tiệt trùng thấp sẽ không thể xuất bán trực tiếp hoặc không thể chuyển qua công đoạn nghiền (do công đoạn nghiền phát sinh nhiệt, nên sẽ tiếp tục thất thoát thêm một lượng tinh dầu nữa) Vì vậy sẽ phải lưu lại kho (WIP) để chờ xử lý hoặc lên những đơn hàng cho khách hàng có yêu cầu về tỉ lệ tinh dầu thấp Dẫn đến gia tăng chi phí tồn kho, nhân cơng, và thời gian chờ đơn hàng Ngồi ra, vì đây là hàng nông sản, nên việc lưu kho chờ đợi sẽ tăng nguy cơ nhiễm côn trùng gây hại hoặc nguy cơ hồi ẩm, và các nguy cơ tiềm ẩn về tái nhiễm vi sinh vật
Đối với lỗi cho 76 trường hợp tinh dầu thấp và 70 trường hợp dung trọng thấp, nếu mức độ thất thoát cho công đoạn trên được cải thiện, có thể tiết kiệm được ít nhất 400.000.000 VND/năm Ngoài ra, lượng LPG sử dụng cho chuyền tiệt trùng, nếu giảm được lượng sử dụng sẽ tiết kiệm được một khoảng ít nhất 120.000.000 VND/năm Tổng số tiền tiết kiệm được khi
thực hiện thành công dự án này ước tính khoảng 520.000.000 VND/ năm (Phụ lục 2) 4.2 Đo lường và phân tích nguyên nhân (Measure & Analyze)
Tiến hành thu thập dữ liệu tinh dầu quý I năm 2022, thu thập 200 mẫu đo và kết quả cho thấy 191 mẫu có kết quả đạt chuẩn (nằm trong khoảng từ 2% đến 4%), tuy nhiên, có khoảng 9
mẫu nằm dưới chuẩn cho phép Dựa vào biểu đồ (control chart) ở Hình 4.4, có thể thấy được
việc kiểm soát chất lượng mảng tinh dầu của sản phẩm vẫn chưa thật sự ổn định, điều đó dẫn đến chất lượng sản phẩm khơng đạt tiêu chuẩn, điểm RFT khơng có cơ hội được nâng cao
Hình 4.4 Biểu đồ % tinh dầu quý 1 2022 (Phụ lục 3)
Để tìm hiểu nguyên nhân dẫn đến các vấn đề chất lượng như lỗi về tinh dầu, dung trọng,
nghiên cứu được tiến hành bằng áp dụng phương pháp giản đồ xưởng cá (Hình 4.5) để phân
tích các ngun nhân tiềm tàng có thể gây nên lỗi Từ đó đánh giá, phân tích rủi ro dựa trên
00.511.522.533.544.516111621263136414651566166717681869196 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146 151 156 161 166 171 176 181 186 191 196
Bảng dữ liệu tinh dầu quý 1 2022
Trang 37nền tảng của phương pháp FMEA (Bảng 4.1 &4.2) và thực hiện phương pháp trả lời 5 why (Bảng 4.3) để tìm ra nguyên nhân gốc rễ của vấn đề
Hình 4.5 Biểu đồ xương cá phân tích ngun nhân lỗi tinh dầu và dung trọng thấp
Hình 4.5 là biểu đồ xương cá phân tích các ngun nhân có thể gây ra lỗi tinh dầu và dung
trọng thấp Các yếu tố có thể gây ra lỗi trên có thể đến từ con người do việc nhân viên mới hoặc thao tác lấy mẫu của nhân viên chưa chuẩn Lỗi cũng có thể đến từ máy móc thiết bị, việc nhiệt độ chỉ thị có thể sai lệch do nguồn cung cấp hơi không ổn định, cảm biến hoạt động khơng ổn định do sai số đầu dị Việc đo lường các thông số về dung trọng và tinh dầu có thể sai sót do các sai số từ thiết bị đo lường Việc nguồn nguyên liệu đầu vào không ổn định cũng ảnh hưởng đến kết quả dung trọng và tinh dầu đầu ra Ngoài ra, phương pháp tiệt trùng đang sử dụng nhiệt độ tiệt trùng và nhiệt độ sấy cao, hoặc thời gian tiệt trùng và thời gian sấy cao cũng làm thất thoát lượng tinh dầu và làm giảm dung trọng do mất hơi nước Từ những phân tích trên, tiến hành việc đánh giá các rủi ro tại chuyền tiệt trùng và phân tích 5-why để tìm ra được ngun nhân gốc rễ của việc tinh dầu và dung trọng thấp
Ngoài ra, giản đồ xương cá cũng được áp dụng để phân tích nguyên nhân gây ra vấn đề về
lượng LPG sử dụng tại chuyền tiệt trùng cao (Hình 4.6) Việc nguồn năng lượng LPG được sử
Trang 38rò rỉ, hoặc cảm biến nhiệt độ không chuẩn xác; Phương pháp đo lường: có thể đồng hồ đo lường bị sai lệch; Nguyên liệu LPG: nguyên liệu mua về không đạt chất lượng dẫn đến sử dụng một lượng lớn LPG nhưng nguồn nhiệt cung cấp nhỏ hơn so với thực tế; Về phương pháp tiệt trùng: hiện tại đang áp dụng tiệt trùng ở nhiệt độ 115oC, có thể nhiệt độ đang ở mức cao dẫn đến năng lượng LPG cần dùng để làm nóng hơi nước nhiều, dẫn đến lượng LPG cần sử dụng cao
Hình 4.6 Biểu đồ xương cá phân tích nguyên nhân lỗi LPG tiêu thụ cao
Trang 39Bảng 4.1 Bảng phân tích rủi ro cơng đoạn tiệt trùng
BẢNG ĐÁNH GIÁ RỦI RO TẠI CHUYỀN TIỆT TRÙNG
STT Lỗi Các nguyên nhân có thể gây ra lỗi Tần suất xảy ra (OCC) A Mức độ nghiêm trọng (SEV) B Mức độ rủi ro RPN= A*B Hành động khắc phục Tần suất thực hiện Người thực hiện Ngày bắt đầu thực hiện Kết quả 1 Tinh dầu, dung trọng thấp, LPG cao Nhiệt độ tiệt trùng cao 4 3 12 Khảo sát nhiệt độ tối ưu Hàng năm Nhóm ATTP 04-06/2022 Đang thực hiện 2 Tinh dầu, dung trọng thấp, LPG cao
Nhiệt độ sấy cao 3 3 9 Khảo sát nhiệt độ
tối ưu Hàng năm Nhóm ATTP 04-06/2022 Đang thực hiện 3 Tinh dầu, dung trọng thấp, LPG cao
Thời gian sấy lâu 1 2 2
Rủi ro thấp nên kiểm soát điều kiện này dựa trên tốc độ
motor nhập liệu Mỗi ca Nhân viên vận hành 09/2022 Đang thực hiện
Trang 40dung trọng thấp, LPG
cao
trùng lâu kiểm soát điều kiện
này dựa trên tốc độ motor nhập liệu viên vận hành hiện 5 Tinh dầu, dung trọng thấp
Nguồn đầu vào
không ổn định 4 3 12 Đánh giá và phân loại nhà cung cấp Hàng năm Nhóm ATTP, bộ phận mua hàng 09/2022 Đang thực hiện 6 Tinh dầu, dung trọng thấp, LPG cao Cảm biến nhiệt độ không ổn định 1 2 2 Rủi ro thấp nên kiểm soát bằng việc hiệu chỉnh, thẩm định hàng năm Hàng năm Nhóm ATTP 09/2022 Đang thực hiện 7 Tinh dầu, dung trọng thấp, LPG cao Nguồn cấp hơi không ổn định 1 3 3
Kiểm tra nguồn cấp
hơi mỗi ca Mỗi ca
Nhân viên bảo trì 09/2022 Đang thực hiện 8 Tinh dầu, dung trọng thấp
Nhân viên mới, thao tác chưa
chuẩn
2 2 4
Đào tạo nhận thức cho nhân viên định