đồ án tốt nghiệp nghiên cứu và mô phỏng bố trí layout cho nhà máy in bao bì

Bên cạnh đó, không thể không nói đến sự giúp đỡ của ban lãnh đạo Tổng công ty TNHH Phú Ân, cùng với sự giúp đỡ của các anh chị nhân viên công ty, đã tạo điều kiện thuận lợi để nhóm thu t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Ánh Tuyết

Sinh viên thực hiện: Lý Hoàng Đăng MSSV: 17104018 Điện thoại: 0919362694 Nguyễn Thị Thoa MSSV: 17104057 Điện thoại: 0344460517 1 Tên đề tài:

Nghiên cứu và mô phỏng bố trí layout cho nhà máy in bao bì

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Hiện trường layout nhà máy và các dữ liệu nhà máy in bao bì: Máy móc thiết bị, nhân công, thời gian công đoạn…

- Đặng Thiện Ngôn, Lê Chí Cương (Năm 2013) Giáo trình Hệ thống sản xuất tích hợp (Computer Integrated Manufacturing) NXB Đại học Quốc Gia TP HCM

- User Manual - FlexSim 3D Simulation Software 3 Nội dung chính của đồ án:

Khảo sát, nghiên cứu và sử dụng phần mềm mô phỏng để bố trí layout cho nhà máy in bao bì 4 Các sản phẩm dự kiến

- Thuyết minh đề tài & Video mô phỏng 5 Ngày giao đồ án:

6 Ngày nộp đồ án:

7 Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt

(Ký, ghi rõ họ tên)(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

Nguyễn Thị Ánh Tuyết

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên: Lý Hoàng Đăng MSSV: 17104018 Hội đồng: 9 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Thoa MSSV: 17104057 Hội đồng: 9 Tên đề tài: Nghiên cứu và mô phỏng bố trí layout cho nhà máy in bao bì Ngành đào tạo: Kỹ Thuật Công Nghiệp

Họ và tên GV hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Ánh Tuyết

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

ĐFng format với đIy đủ cả hình thức và nội dung của các mục10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phIn, hoặc quy trình đáp ứng yêu cIu đưa ra với những ràng buộc thực tế 15 Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phIn mềm chuyên

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

(Dành cho giảng viên phản biện)

Họ và tên sinh viên: Lý Hoàng Đăng MSSV: 17104018 Hội đồng: 9 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Thoa MSSV: 17104057 Hội đồng: 9 Tên đề tài: Nghiên cứu và mô phỏng bố trí layout cho nhà máy in bao bì Ngành đào tạo: Kỹ Thuật Công Nghiệp

ĐFng format với đIy đủ cả hình thức và nội dung của các mục10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,

khoa học xO hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phIn, hoặc quy trình đáp ứng yêu cIu đưa ra với những ràng buộc thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phIn mềm chuyên ngành… 5

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

i

LỜI CẢM ƠN

Trong quãng đời sinh viên, quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp là giai đoạn quan trọng, giúp chúng em có được những kiến thức quý báu, kỹ năng nghiên cứu và là hành trang trên con đường sau này của chúng em

Nhóm nghiên cứu xin gửi lời cảm ơn đến đội ngũ giảng viên của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh nói chung và Khoa Cơ khí Chế tạo máy nói riêng, đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức bổ ích cho các bạn sinh viên và giúp nhóm em có được một nền tảng cơ sở lý thuyết vững vàng và cũng như đã tạo điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án

Đặc biệt, nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến với cô TS Nguyễn Thị Ánh Tuyết - người đã đồng hành, tận tâm hướng dẫn, định hướng cho chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp Những góp ý, hướng dẫn của cô là bài học kinh nghiệm giúp chúng em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất và cũng là kiến thức, hành trang bổ ích sau khi chúng em ra trường

Bên cạnh đó, không thể không nói đến sự giúp đỡ của ban lãnh đạo Tổng công ty TNHH Phú Ân, cùng với sự giúp đỡ của các anh chị nhân viên công ty, đã tạo điều kiện thuận lợi để nhóm thu thập được số liệu cần thiết trong suốt quá trình hoàn thành

khóa luận tốt nghiệp

Cuối cùng xin kính chúc quý thầy cô, quý anh chị luôn dồi dào sức khỏe, và nhiều may mắn trong cuộc sống

Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn!

TP HCM, ngày 07 tháng 02 năm 2022

Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thoa 17104057

ii

TÓM TẮT

Trong một doanh nghiệp, mỗi bộ phận sản xuất đều trở thành một mắt xích vô cùng quan trọng, tạo nên sự liên kết bền vững và phát triển Bố trí các bộ phận hợp lý sẽ nâng cao năng suất, nhịp độ sản xuất nhanh hơn, tận dụng tối đa các nguồn lực vào sản xuất nhằm thực hiện những mục tiêu kinh doanh của doanh nghiệp Ngược lại, có thể làm tăng chi phí, thời gian di chuyển kéo dài, làm ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất

Phương pháp hoạch định mặt bằng hệ thống - Systematic layout planning (SLP) là một trong những phương pháp thông dụng nhất được sử dụng cho việc thiết lập nhà máy sản xuất do ông Richard Muther sáng lập Phương pháp này cho phép dòng nguyên liệu nhanh nhất trong quá trình chế biến sản phẩm với chi phí thấp nhất và số lượng xử lý ít nhất Nó được sử dụng trong các dự án xây dựng để tối ưu hóa vị trí của các cơ sở tạm thời trong quá trình xây dựng để giảm thiểu vận chuyển, giảm thiểu chi phí, giảm thiểu thời gian đi lại và tăng cường an toàn

Từ những thông tin, dữ liệu nhóm thu thập được từ công ty TNHH Phú Ân – công ty in bao bì sản phẩm, nhận thấy cách bố trí mặt bằng sản xuất còn nhiều điểm chưa hợp lý, ảnh hưởng tới quá trình sản xuất Nhóm đã tiến hành phân tích hiện trạng, sử dụng kiến thức về bố trí mặt bằng sản xuất, cùng với phương pháp SLP để đưa ra phương án bố trí mặt bằng mới nhằm tối ưu hóa chi phí vận chuyển nguyên vật liệu, giảm thiểu sự di chuyển dư thừa của nhân viên, giảm tình trạng làm việc căng thẳng của thiết bị, giảm số lượng hàng WIP

Qua đề tài "NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG BỐ TRÍ LAYOUT CHO NHÀ MÁY IN BAO BÌ", nhóm đã đạt được một số kết quả:

- Hiểu rõ các hoạt động, quy trình in bao bì sản phẩm, phân loại được các loại bao bì, năng suất và những thiết bị được dùng trong quá trình sản xuất từ việc phân tích hiện trạng tại nhà máy sản xuất của công ty TNHH Phú Ân

- Sử dụng được phần mềm mô phỏng Flexsim, cùng với việc phân tích để tìm ra vấn đề còn tồn đọng tại công ty TNHH Phú Ân

- Đưa ra được phương án bố trí layout cho nhà máy in bao bì Phương án này đã giải quyết được một số vấn đề còn tồn đọng ở công ty TNHH Phú Ân, đáp ứng được mục tiêu ban đầu nhóm đặt ra

- Xây dựng được mô hình mô phỏng 3D cho nhà máy in bao bì bằng phần mềm SketchUp

iii

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) ii

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) iv

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Phương pháp nghiên cứu 2

1.4 Cấu trúc đồ án 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1 Tổng quan về bố trí mặt bằng nhà máy 4

2.1.1 Khái niệm về bố trí mặt bằng nhà máy 4

2.1.2 Mặt bằng ảnh hưởng đến hoạt động như thế nào? 4

2.2.1 Giới thiệu về phương pháp SLP 10

2.2.2 Các ưu điểm phương pháp 11

iv

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT, MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRƯỜNG SẢN

XUẤT TẠI CÔNG TY TNHH PHÚ ÂN 23

3.3 Kích thước mặt bằng sản xuất của công ty Phú Ân 29

3.4 Xây dựng mô hình hiện trạng nhà máy sản xuất bằng FlexSim 30

3.5 Cài đặt thông số cho thực thể 32

3.6 Đánh giá hiện trạng và kết quả mô phỏng FlexSim 35

CHƯƠNG 4: BỐ TRÍ LAYOUT CHO NHÀ MÁY IN BAO BÌ 39

4.1 Thu thập dữ liệu đầu vào 39

4.2 Thiết lập mối liên hệ giữa các hoạt động 40

4.3 Sơ đồ mối liên hệ của các hoạt động 43

4.3.1 Quy trình sắp xếp thứ tự các khu vực 43

4.3.2 Sơ đồ mối quan hệ giữa các khu vực 47

4.4 Xác định không gian yêu cầu của từng khu vực 49

4.4.1 Số lượng máy móc, thiết bị 49

4.4.2 Diện tích yêu cầu của từng khu vực 50

4.5 Sơ đồ liên hệ không gian 50

4.5.1 Phương án 1 50

4.5.2 Phương án 2 51

4.5.3 Phương án 3 51

4.6 Đánh giá và lựa chọn 52

4.6.1 Hệ số chi phí vận chuyển của vật liệu 52

4.6.2 Số chi tiết được gia công giữa các công đoạn 53

4.6.3 Đoạn đường di chuyển của nguyên vật liệu 54

4.6.4 Tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu 57

4.7 Mô phỏng mặt bằng sản xuất cho nhà máy in bao bì bằng FlexSim 59

v

4.8 Đánh giá, so sánh kết quả mô phỏng công ty TNHH Phú Ân và mô hình nhà

máy in bao bì mới 61

4.8.1 Khu vực thành phẩm 61

4.8.2 Tình trạng làm việc của các loại thiết bị sản xuất 61

4.8.3 Số lượng hàng WIP ở từng khu vực sản xuất 63

4.8.4 Thời gian di chuyển nguyên vật liệu từ khu vực này sang khu vực khác của

5.3 Kết quả tạo hình chi tiết 73

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 74

6.1 Kết luận 74

6.2 Hướng phát triển 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

b Ý nghĩa của từng công đoạn trong quy trình sản xuất

1 Kho nguyên liệu

Cuộn màng nhựa PET chứa trong kho nguyên liệu, sẽ được công nhân dùng xe đẩy để di chuyển chúng đến khu vực in

2 Công đoạn In

Bước quan trọng trong công đoạn in đó là khâu dàn khuôn Dàn khuôn là quá trình sắp xếp bản in trên khổ giấy định in, đặt thang màu, trạm màu, cấn bế an toàn để cho công đoạn gia công sau in được dễ dàng

Tiếp theo, sắp xếp các bản in trên khuôn sao cho tối ưu nhất, trong công đoạn này, người thiết kế sẽ tính toán và đo lường để có sản phẩm chất lượng nhưng vẫn đảm bảo tính kinh tế

Tiến hành in các hình ảnh của bao bì lên màng nhựa PET Nguyên lý in là làm cho các hình ảnh dính mực in được ép lên các tấm cao su (còn gọi là các tấm offset) rồi mới ép từ miếng cao su này lên bề mặt nhựa

3 Công đoạn Ghép

Sau khi in xong, công đoạn tiếp theo là mang đi cán màng bóng, màng Là phủ lên bề mặt ấn phẩm một lớp màng Polyme Cán màng bóng đem lại sự tươi sáng, cán màng mờ tạo sự tinh tế, sang trọng

26

4 Công đoạn Chia

Những cuộn màng nhựa PET được in xong, sẽ mang đến khu vực máy chia thực hiện công đoạn chia cuộn nhựa từ các cuộn lớn ra các cuộn bé hơn theo yêu cầu của đơn hàng

Máy chia có cơ cấu được điều khiển bởi bộ lập trình PLC, tốc độ động cơ, tốc độ các trục hoạt động của máy thay đổi được đáp ứng nhanh nhờ quá trình điều khiển này

5 Công đoạn Cắt

Cuộn màng sẽ được đưa đến và lắp vào trục giữ của máy cắt, thực hiện cắt màng nhựa từ khổ lớn thành những túi nhỏ theo kích thước được yêu cầu trong đơn hàng

6 Thành phẩm

Nếu sản phẩm là màng ghép phức hợp, thì sau công đoạn chia, cuộn màng sẽ được đóng gói và đưa vào kho thành phẩm

Nếu sản phẩm là túi ghép phức hợp, thì sau công đoạn chia, cuộn màng sẽ đưa đi cắt túi nhỏ và đóng gói đưa vào kho thành phẩm

3.1.3 Thống kê sản lượng

Bảng 3.2 trình bày sản lượng sản xuất trong tháng 8/2020 tại công ty Phú Ân

Bảng 3.2 Tổng sản lượng của công ty PhF Ân sản xuất trong tháng 8/2020 [Nguồn: Công ty PhF Ân]

Xuất xứ: Trung Quốc

(Solventless Laminating Machine)

Xuất xứ: Trung Quốc Mẫu: SLF1300A Số lượng: 1

Công suất: 350 m/phút

Hình 3.2 Máy ghép

3 Tên: Máy chia (Slitting Machine)

Xuất xứ: Trung Quốc Mẫu: KMF – B1300 Số lượng: 3

Công suất: 200 m/phút

Hình 3.3 Máy chia

(Automatic Bag Making Machine)

Xuất xứ: Trung Quốc Mẫu: KMM – 600 TE Số lượng: 1

Công suất: 35 m/phút Hình 3.4 Máy cắt lớn

(Automatic Bag Making Machine)

Xuất xứ: Trung Quốc

29

3.3 Kích thước mặt bằng sản xuất của công ty Phú Ân

Qua khảo sát mặt bằng khu vực sản xuất hiện tại của công ty Phú Ân, nhóm nghiên cứu sử dụng dữ liệu thu thập được để thực hiện bản vẽ sơ bộ thiết kế mặt bằng khu vực sản xuất của công ty Phú Ân (hình 3.8)

Hình 3.8 Mặt bằng khu vực sản xuất tIng trệt của công ty PhF Ân

Trong quá trình khảo sát, nhóm nghiên cứu ghi nhận được tổng diện tích mặt bằng của Công ty Phú Ân là 3000 m , với diện tích của từng khu vực sản xuất cụ thể 2

4 Khu vực máy dán PVC và máy kiểm 1 8.5 * 2.2 18.7 2 5 Khu vực máy dán PVC và máy kiểm 2 12.7 * 1.6 20.3 2

3.4 Xây dựng mô hình hiện trạng nhà máy sản xuất bằng FlexSim

Từ những dữ liệu thu thập, nhóm tiến hành mô phỏng lại mặt bằng sản xuất hiện tại của công ty Phú Ân theo các bước sau:

Bước 1: Thực hiện đưa bản vẽ CAD vào FlexSim

Phác thảo bản vẽ 2D mặt bằng hiện trạng của công ty bằng công cụ AutoCad

Hình 3.9 Mặt bằng bố trí thiết bị của công ty PhF Ân

4 Máy chia 1 Separator 2500 2000 12292 19089 5 Máy chia 2 Separator 2500 1500 24482 17175 6 Máy chia 3 Separator 3900 1800 30282 17425 15 Máy kiểm PVC 2 Processor 2650 1000 34398 30778

Đặt các Operator tại nơi làm việc của các thiết bị, Operator thực hiện nhiệm vụ chính là di chuyển nguyên vật liệu từ khu vực này sang khu vực khác

Sau đó, ta tiếp tục đặt các hàng chờ Queue bằng cách sử dụng công cụ Queue tại các khu vực sản xuất theo vị trí thực tế khảo sát được vẽ trên công cụ AutoCad

Để thực hiện hoàn thành mô phỏng cũng như tạo chuyển động và phân bố hàng hóa cho các công cụ di chuyển và công cụ cố định ta phải thực hiện các liên kết A-connects và liên kết S-connects

32

Sau khi thực hiện mô phỏng, mô hình mặt bằng sản xuất hiện tại sau khi thiết kế và xây dựng của công ty Phú Ân

Hình 3.10 Mô hình mô phỏng hiện trạng của Công ty TNHH PhF Ân

3.5 Cài đặt thông số cho thực thể a Thiết lập Source

Lập kế hoạch phân bổ hàng từ Kho nguyên liệu đến hàng chờ của Máy In

theo kế hoạch sản xuất

Các loại sản phẩm sẽ được thể hiện theo các màu khác nhau

Hình 3.11 Thiết lập Source

33

b Thiết lập Queue

Kết nối Operator để thực hiện nhiệm vụ vận chuyển hàng từ khu vực sản xuất này sang khu vực sản xuất khác

Hình 3.12 Thiết lập Queue

c Thiết lập Processor

Thiết lập thời gian xử lý sản phẩm dựa vào công suất làm việc của thiết bị

Hình 3.13 Thiết lập Processor

34

d Thiết lập Separator

Thiết lập thời gian xử lý sản phẩm dựa vào công suất làm việc của thiết bị

35 Thiết lập thời gian cho mô hình mô phỏng chạy: - Thời gian làm việc trong 1 tháng: 26 ngày

- Thời gian làm việc trong 1 ngày: Từ 7h30 đến 17h (tương đương 570 phút) Trong đó, thời gian giải lao: sáng 15 phút, chiều 15 phút, trưa 60 phút

- Như vậy, thời gian làm việc vận hành thực tế của công ty là: 26 x 8 = 208 (giờ) = 748,800 (giây)

 Thiết lập thời gian cho mô hình mô phỏng chạy là: 1 tháng (tương đương 748,800 giây)

3.6 Đánh giá hiện trạng và kết quả mô phỏng FlexSim

Nhóm sẽ tiến hành đánh giá hiện trạng và kết quả mô phỏng theo những dữ liệu sau: - Khu thành phẩm

- Tình trạng làm việc của các loại thiết bị sản xuất - Số lượng hàng WIP ở từng khu vực sản xuất

- Thời gian di chuyển nguyên vật liệu từ khu vực này sang khu vực khác của nhân viên

a Khu thành phẩm

Thành phẩm được đặt ngay tại khu vực thực hiện công đoạn cuối cùng của quy trình sản xuất, không được sắp xếp và quản lý trong 1 khu thành phẩm riêng biệt Thành phẩm cũng không được bảo quản trên rack kệ hay pallet mà đặt ngay trên mặt sàn Điều này dẫn đến 1 số tình trạng: khi số lượng thành phẩm càng lớn thì càng gây khó khăn cho việc quản lý và kiểm soát số lượng, nếu mặt sàn bẩn, không đảm bảo vệ sinh thì sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của thành phẩm

Hình 3.16 Khu vực thành phẩm của công ty PhF Ân