Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật công nghiệp: Nghiên cứu giải pháp bảo trì nhằm tối ưu chi phí tại nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời

-

PHẠM ANH TRỌNG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BẢO TRÌ NHẰM TỐI ƯU CHI PHÍ TẠI NHÀ MÁY SẢN XUẤT

TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Chuyên ngành: Kỹ thuật công nghiệp Mã số: 8520117

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2023

Công 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 hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Ngọc Quỳnh Lam

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Lê Song Thanh Quỳnh

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Dương Quốc Bửu

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP HCM Ngày 8 tháng 7 năm 2023

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị cùa hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1 Chủ tịch hội đồng: TS Nguyễn Vạng Phúc Nguyên

Xác nhận cùa Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: PHẠM ANH TRỌNG MSHV: 1970619 Ngày, tháng, năm sinh: 15/08/1996 Nơi sinh: Tỉnh Khánh Hòa Chuyên ngành: Kỹ thuật Công nghiệp Mã số : 8520117

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :

Tiết kiệm được chi phí bảo trì trong năm 2023 so với chi phí năm 2022 (Dự kiến: 10%)

Giảm tổng số giờ downtime trong năm 2023 so với năm 2022 (Dự kiến: 15%) Từ đó giảm thiểu sự gián đoạn sản xuất và sửa chữa ngoài kế hoạch do hư hỏng của máy móc

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày 06 tháng 02 năm 2023

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 11 tháng 06 năm 2023

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Đỗ Ngọc Hiền, PGS.TS Lê Ngọc Quỳnh Lam

Tp HCM, ngày 8tháng 7năm 2023

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS Đỗ Ngọc Hiền

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS Lê Ngọc Quỳnh Lam

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM đã truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức quý báu trong suốt thời gian tôi theo học tại trường

Khép lại cuộc hành trình thứ 2 tại Bách Khoa với cuốn luận văn thạc sỹ, tôi thực sự biết ơn sự yêu thương, giúp đỡ, đồng hành và hỗ trợ quý giá của thầy cô, gia đình, bạn bè và các anh/chị tại Nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng Mặt Trời

Qua quá trình học tập và được sự chỉ dạy tận tình của các thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa TP.HCM và đặc biệt là sự hướng dẫn chỉ dạy của GVHD PGS TS Đỗ Ngọc Hiền – người thầy đã tận tình truyền đạt kiến thức, tận hướng dẫn và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và quá trình hoàn thành luận văn

Cũng như trong thời gian làm việc tại Nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng Mặt Trời , tôi đã nhận được sự chỉ dẫn tận tình của Ban lãnh đạo và các anh/chị đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành bài báo cáo này

Xin cảm ơn các anh/chị/bạn chuyên ngành Kỹ thuật công nghiệp mà tôi đã có cơ hội được học tập và làm việc chung, cảm ơn sự giúp đỡ và hợp tác của mọi người trong các bài tập lớn, các dự án môn học

Cảm ơn sự đồng hành và tin tưởng của gia đình để con hoàn thành chương trình học tại trường

Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, với vốn kiến thức còn hạn hẹp cho nên không thể tránh khỏi những thiếu xót cần phải bổ sung và hoàn thiện tốt hơn Rất mong được sự đóng góp của thầy cô cùng ban lãnh đạo Nhà máy

Trân trọng

TP HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2023 Người thực hiện

Phạm Anh Trọng

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Luận văn với đề tài “Nghiên cứu giải pháp bảo trì nhằm tối ưu chi phí tại Nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời” gồm có 5 chương: Giới thiệu, Cơ sở lý thuyết và Phương pháp luận, Phân tích đối tượng nghiên cứu, Thực hiện cải tiến và Kết quả thực hiện & Kết luận được tác giả thực hiện tại Nhà máy sản xuất pin năng lượng mặt trời từ 1/2023 đến 5/2023

Công ty Công Ty Tnhh Sản Xuất First Solar Việt Nam là nhà máy chuyên sản xuất pin năng lượng mặt trời xuất khẩu Năng lượng sạch là một trong những ngành được quan tâm nhất hiện nay, tuy nhiên đo đó mà đối thủ cạnh tranh, và thách thức cũng nhiều Trong bối cảnh hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty không ngừng mở rộng và phát triển, Nhà máy cần phải thay đổi, cải tiến để đáp ứng các nhu cầu của khách hàng

Trên cơ sở tìm hiểu kiến thức, nghiên cứu về chi phí bảo trì cùng với quá trình làm việc thực tế tại nhà máy, tác giả tiến hành nghiên cứu với 3 mục tiêu chính:

- Nhận diện mô hình bảo trì hiện tại ở Nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời

- Xây dựng mô hình toán để tính toán công việc bảo trì, chi phí thiết bị tối ưu nhằm giảm thiểu chi phí CM và PM kết hợp

- Xây dựng kế hoạch bảo trì tập trung giảm thiểu tần suất xảy ra các lỗi chính, giảm chi phí và nhân lực bảo trì

ABSTRACT

The thesis with the topic "Research on maintenance solutions to optimize costs at the solar panel factory" consists of 5 chapters: Introduction, Theoretical basis and Methodology, Object analysis Research, Implementation, Improvement and Results & Conclusions were carried out by the author at the Solar Panel Factory from 1/2023 to 5/2023

First Solar Vietnam Production Co., Ltd is a factory specializing in the production of solar cells for export Clean energy is one of the most interested industries today, but there are many competitors and challenges In the context of the company's production and business activities constantly expanding and developing, the factory needs to change and improve to meet the needs of customers

Based on knowledge, research on maintenance costs along with actual working process at the factory, the author conducts research with 3 main objectives:

- Identify the current maintenance model at the Solar Panel Factory

- Building a mathematical model to calculate maintenance work, optimal equipment costs to minimize combined CM and PM costs

- Develop a centralized maintenance plan to minimize the frequency of major failures, reduce maintenance costs and manpower

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây ra công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện cho luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng được công bố và cho phép sử dụng

TP HCM, ngày 30 tháng 6 năm 2023

Học viên thực hiện

Phạm Anh Trọng

DANH SÁCH THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT xii

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

LÝ DO HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI 1

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3

MỤC TIÊU LUẬN VĂN 3

GIỚI HẠN VÀ PHẠM VI 4

BỐ CỤC DỰ KIẾN CỦA LUẬN VĂN 4

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN 5

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1.1.Lý thuyết bảo trì: 5

2.1.2.Lợi ích bảo trì: 7

2.1.2.1 Tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp: 7

2.1.2.2 Cải thiện an toàn trong môi trường làm việc: 7

2.1.2.3 Chăm sóc và điều chỉnh hoạt động: 8

Tăng hiệu quả thiết bị: 8

2.1.2.5 Cải thiện độ tin cậy: 8

2.1.2.6 Bảo quản tài sản: 9

2.1.3.Các hình thức bảo trì: 9

2.1.3.1 Bảo trì khắc phục (Corrective Maintenance/ Breakdown Maintenance): 9

2.1.3.2 Bảo trì phòng ngừa (Preventive Maintenance): 10

2.1.3.3 Bảo trì năng suất toàn diện (Total Productive Maintenance - TPM):152.1.4.Chi phí trong bảo trì: 19

2.1.4.1 Chi phí bảo trì trực tiếp: 19

2.1.4.2 Chi phí bảo trì gián tiếp: 20

2.1.5.Lập kế hoạch và lập lịch bảo trì: 22

2.2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU: 24

2.3 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN: 28

2.3.1 Optimizing the Total Production and Maintenance Cost of an Integrated MultiProduct Process and Maintenance Planning (IPPMP) Model (2020): 28

2.3.2 Reliability of SHM procedures and Decision Support in Infrastructure Management (2010) 29

2.3.3.Maintenance Optimization Approaches for Condition Based Maintenance: a review and analysis (2016) 30

2.3.4.System Reliability Theory: Models, Statistical Methods, and Applications (2021) 31

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 34

3.1 NHÀ MÁY SẢN XUẤT TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI: 34

3.1.1 Phân loại các loại pin năng lượng mặt trời: 34

3.1.2 Pin mặt trời dạng phim mỏng (Thin – Film): 36

3.1.3 Khái quát về Nhà máy sản xuất pin năng lượng mặt trời: 37

3.1.4 Quy trình sản xuất pin năng lượng mặt trời: 38

3.2 BỘ PHẬN BẢO TRÌ: 42

3.2.1 Cơ cấu tổ chức bộ phận bảo trì: 42

3.2.2 Lịch trình bảo trì phòng ngừa hiện tại: 43

3.3 TÌM KIẾM LÃNG PHÍ: 45

3.3.1 Phân tích nguyên nhân: 45

3.3.2 Hiện trạng nhân lực và chi phí bảo trì trong năm 2022: 45

3.3.3 Chi phí thay thế thiết bị theo từng máy: 50

3.3.4 Chi phí thay thế thiết bị theo loại thiết bị: 51

CHƯƠNG 4 THỰC HIỆN CẢI TIẾN 53

4.1 XÁC ĐỊNH TẦN SUẤT PM ĐỂ TỐI ƯU CHI PHÍ THAY THẾ THIẾT BỊ:534.2 ÁP DỤNG BẢO TRÌ TỰ QUẢN (AUTONOMOUS MAINTENANCE) 60

CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 73

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Tác dụng của tám trụ cột TPM 16

Bảng 2.2 Quy trình thực hiện nghiên cứu 25

Bảng 3.1 Ưu, nhược điểm của Pin mặt trời dạng phim mỏng 36

Bảng 3.2 Nhân lực phân phối cho hoạt động bảo trì trong năm 2022 45

Bảng 3.3 Số lượng nhân viên bảo trì của bộ phận 48

Bảng 3.4 Danh sách 10 thiết bị có chi phí thay thế lớn nhất năm 2022 51

Bảng 4.1 Lịch sử thay thế Spindle trong năm 2022 54

Bảng 4.2 Các bước thực hiện 5S 63

Bảng 5.1 Chi phí thay thế thiết bị, phụ tùng năm 2022, 2023 66

Bảng 5.2 Lịch sử thay thế Spindle trong năm 2023 (1/1/2022 – 31/5/2023) 68

Bảng 5.3 Nhân lực phân phối cho hoạt động bảo trì trong năm 2023 69

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Quy trình bảo dưỡng bảo trì thiết bị công nghiệp 6

Hình 2.2 Các giai đoạn phát triển của bảo trì 9

Hình 2.3 Tám trụ cột của TPM 16

Hình 2.4 Chi phí liên quan đến các chiến lược bảo trì truyền thống 21

Hình 2.5 Các mô hình lập kế hoạch và lập lịch bảo trì 23

Hình 2.6 Quy trình xây dựng mô hình bảo trì mới 24

Hình 2.7 Vấn đề tối ưu hóa bảo trì 30

Hình 2.8 Biểu đồ ảnh hưởng cho mô hình tối ưu hóa bảo trì 30

Hình 2.9 Chi phí bảo trì trong thời đoạn T đối với các thiết bị có tần suất lỗi tăng (β>1) 32

Hình 2.10 Chi phí bảo trì trong thời đoạn T đối với các thiết bị có tần suất lỗi giảm (β<1) 33

Hình 3.1 Các loại pin năng lượng mặt trời 34

Hình 3.2 Các cánh đồng pin mặt trời của nhà máy 38

Hình 3.3 Quy trình sản xuất pin năng lượng mặt trời 38

Hình 3.4 Cấu trúc lớp bán dẫn CdTe của tấm pin năng lượng mặt trời 39

Hình 3.5 Cấu trúc các cell pin trong tấm pin năng lượng mặt trời dạng Thin-film 40Hình 3.6 Sơ đồ nhà máy khu vực Deposition & Cell Definition 41

Hình 3.7 Sơ đồ nhà máy khu vực Cell Definition & Final Assembly 41

Hình 3.8 Cơ cấu tổ chức bộ phận bảo trì 42

Hình 3.9 Hệ thống Maximo dùng để quản lý bảo trì 43

Hình 3.10 Thông tin lưu trữ của 1 Work Order trên hệ thống Maximo 44

Hình 3.11 Biểu đồ xương cá phân tích nguyên nhân gia tăng chi phí bảo trì 45

Hình 3.12 Nhân lực phân phối cho hoạt động bảo trì năm 2022 46

Hình 3.13 Nhân lực phân phối cho hoạt động bảo trì năm 2022 theo 2 nhóm chính (CM, PM) 48

Hình 3.14 Chi phí thay thế thiết bị, phụ tùng năm 2022 49

Hình 3.15 Chi phí thay thế thiết bị, phụ tùng theo khu vực trong năm 2022 50

Hình 3.16 Chi phí thay thế thiết bị, phụ tùng theo máy móc trong năm 2022 50

Hình 3.17 Chi phí thay thế thiết bị, phụ tùng theo thiết bị trong năm 2022 51

Hình 4.1 Spindle 53

Hình 4.2 Đồ thị tương quan giữa CM và PM dành cho Spindle 58

Hình 4.3 Tần suất tối ưu dựa trên tính toán MATLAB 59

Hình 4.4 Các bước tiến hành Bảo trì tự quản [8] 60

Hình 4.5 Danh sách phân chia công việc trong dịp overhaul của máy Metalizer (1) 62

Hình 4.6 Danh sách phân chia công việc trong dịp overhaul của máy Metalizer (2) 62

Hình 4.7 Check list AM của máy VTD Coater 64

DANH SÁCH THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT

CM Corrective Maintenance – Bảo trì khắc phục

CBM Condition-Based Maintenance – Bảo trì dựa trên điều kiện FFM Failure Finding Maintenance – Bảo trì dựa trên lỗi tìm thấy NREL U.S National Renewable Energy Laboratory - Phòng thí

nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia Hoa Kỳ PDM Predictive Maintenance – Bảo trì dự đoán PM Preventive Maintenance – Bảo trì phòng ngừa RBM Risk-Based Maintenance – Bảo trì dựa trên rủi ro TBM Time-based maintenance – Bảo trì dựa trên thời gian

TPM Total Productive Maintenance – Bảo trì năng suất toàn diện

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

LÝ DO HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI

Đối với bất kỳ doanh nghiệp nào thì các máy móc thiết bị và dây chuyền sản xuất luôn là những tài sản to lớn và có giá trị quan trọng nhất Để duy trì các tài sản này vận hành ổn định và hiệu quả đòi hỏi các doanh nghiệp sản xuất phải bỏ ra rất nhiều chi phí bảo trì định kỳ hằng năm Nếu công tác bảo trì không được thực hiện hiệu quả sẽ gây ra lãng phí vô cùng to lớn cho chi phí vận hành của doanh nghiệp Tạp chí danh tiếng trong ngành sản xuất, Control Magazine, đã thống kê cho thấy trung bình hằng năm các doanh nghiệp toàn cầu phải tiêu tốn 69 tỉ USD cho các hoạt động bảo trì, và khoảng chi này cũng ngày một tăng theo sự phát triển của máy móc thiết bị Từ đó có thể thấy được, nếu được quản lý tốt, bảo trì sẽ góp phần sinh ra lợi nhuận đáng kể và trở thành một con gà đẻ trứng vàng cho bất kỳ doanh nghiệp nào

Bảo trì thiết bị đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với tất cả doanh nghiệp Bảo trì hoàn toàn có thể được coi là “xương sống” của rất nhiều doanh nghiệp trong mọi lĩnh vực: từ sản xuất, chế biến cho đến thiết kế, xây dựng, y tế và giải trí, … Quy trình bảo trì hiệu quả sẽ giúp tăng khả năng sẵn sàng của máy móc, thiết bị, đảm bảo mọi hoạt động trong doanh nghiệp diễn ra bình thường Nếu như máy móc ngừng hoạt động, doanh nghiệp gần như không thể duy trì liên tục quy trình sản xuất, gây ra hàng loạt những hệ luỵ như: sản xuất bị trì trệ, lãng phí thời gian của nhân công, ngừng chuyển giao thành phẩm, giảm uy tín với người mua, thiệt hại lệch giá và doanh thu, …

Trên thực tế, nhiều doanh nghiệp gần như lại ứng dụng phương pháp bảo trì khắc phục cho mọi thiết bị, máy móc của mình, tức là để chạy đến khi xuất hiện sự cố hỏng hóc mới tiến hành sửa chữa Chiến lược bảo trì này mặc dù cũng phù hợp với một số đặc điểm hoạt động máy móc, nhưng thực tế nếu áp dụng đồng loạt có thể gây “đội chi phí” lên rất nhiều

Hiện nay có 3 công nghệ sản xuất pin năng lượng mặt trời chủ yếu, đó là Monocrystalline (Mono), Polycrystalline (Poly) và Pin mặt trời dạng phim màng mỏng (Thin Film)

Nhà khoa học Lorelle Mansfield của NREL (U.S National Renewable Energy Laboratory - Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia Hoa Kỳ) cho biết công nghệ màng mỏng có những lợi thế nhất định so với công nghệ silicon tinh thể (Monocrystalline và Polycrystalline) Ví dụ, quy trình màng mỏng yêu cầu ít vật liệu hơn so với 2 phương pháp còn lại Công nghệ màng mỏng cũng rất thích hợp để sử dụng trong các tấm pin cần sự linh hoạt, như những tấm che ba lô hoặc máy bay không người lái hoặc được tích hợp vào mặt tiền và cửa sổ của tòa nhà Quan trọng hơn, các tấm màng mỏng hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ cao, trong khi các tấm silicon có thể quá nóng và trở nên kém hiệu quả hơn trong việc tạo ra điện Tuy nhiên, nhược điểm chủ yếu khiến cho pin mặt trời dạng phim mỏng khó cạnh tranh được với pin sản xuất theo công nghệ silicon tinh thể đó là chi phí sản xuất vẫn còn cao Kelsey Goss, nhà phân tích nghiên cứu năng lượng mặt trời tại nhóm tư vấn năng lượng Wood Mackenzie nói: “Tất cả đều do giá thành Thị trường năng lượng mặt trời có xu hướng được thúc đẩy mạnh mẽ bởi công nghệ rẻ nhất.”

Trong thời gian công tác và làm việc tại một Nhà máy Sản Xuất Pin năng lượng Mặt Trời theo công nghệ màng mỏng tại Việt Nam, tác giả nhận thấy có nhiều vấn đề lãng phí do hoạt động bảo trì gây ra mà có thể tiến hành cải tiến để tối ưu chi phí, từ đó góp phần gia tăng năng lực cạnh tranh của nhà máy Bao gồm sự lãng phí trong việc sử dụng nguồn nhân lực cũng như thiết bị cho hoạt động bảo trì

Nhận được sự đồng ý từ Quản lý cấp cao bộ phận bảo trì của nhà máy, tác giả tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu giải pháp tối ưu chi phí bảo trì tại Nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời”

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu ảnh hưởng của hai chiến lược bảo trì tương hỗ lẫn nhau: bảo trì khắc phục (CM) và bảo trì phòng ngừa (PM) nhằm:

- Tiết kiệm được chi phí bảo trì trong năm 2023 so với chi phí năm 2022 (Dự kiến: 10%)

- Giảm tổng số giờ downtime trong năm 2023 so với năm 2022 (Dự kiến: 15%) Từ đó giảm thiểu sự gián đoạn sản xuất và sửa chữa ngoài kế hoạch do hư hỏng của máy móc

MỤC TIÊU LUẬN VĂN

- Nhận diện mô hình bảo trì hiện tại ở Nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời

- Xây dựng mô hình toán để tính toán công việc bảo trì, chi phí thiết bị tối ưu nhằm giảm thiểu chi phí CM và PM kết hợp

- Xây dựng kế hoạch bảo trì tập trung giảm thiểu tần suất xảy ra các lỗi chính, giảm chi phí và nhân lực bảo trì

GIỚI HẠN VÀ PHẠM VI

- Thời gian thực hiện: Tháng 3/2022 đến tháng 5/2023 - Không gian: Nhà máy Sản Xuất Pin năng lượng Mặt Trời - Sản phẩm: tấm pin năng lượng Mặt Trời

BỐ CỤC DỰ KIẾN CỦA LUẬN VĂN

Luận văn dự kiến được tổ chức theo 5 chương: - Chương 1: GIỚI THIỆU

Tổng quan lý do hình thành đề tài; Mục tiêu nghiên cứu và Nội dung luận văn; Giới hạn và phạm vi luận văn

- Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN Tìm hiểu Các lý thuyết liên quan đến Bảo trì

Quy trình thực hiện nghiên cứu, Các công cụ hỗ trợ - Chương 3: PHÂN TÍCH ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Giới thiệu đối tượng nghiên cứu; Thực trạng quy trình bảo trì - Chương 4: THỰC HIỆN CẢI TIẾN

Sử dụng các cơ sở lý thuyết để tạo ra một lịch trình PM tối ưu, cũng như tính tần suất PM tối ưu nhằm giảm thiểu chi phí CM và PM

- Chương 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN Kết quả thực hiện cải tiến và Kết luận

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.1 Lý thuyết bảo trì:

Bảo trì là hoạt động chăm sóc kĩ thuật, điều chỉnh, sửa chữa hoặc thay thế một hoặc nhiều chi tiết hay cụm chi tiết máy nhằm duy trì hoặc khôi phục các thông số hoạt động, bảo đảm máy móc thiết bị hoạt động với năng suất, tốc độ, tải trọng đã xác định trước [1]

Khi đề cập đến bảo trì, nhiều doanh nghiệp cho rằng đối tượng bảo trì bao gồm máy móc thiết bị của nhà xưởng Nhưng nếu hiểu một cách toàn diện thì hoạt động bảo trì phải được quan tâm ở tất cả các bộ phận liên quan đến hoạt động sản xuất kinh doanh của một doanh nghiệp

Đối tượng của bảo trì bao gồm nhà xưởng, mặt bằng sản xuất, máy móc thiết bị sản xuất, thang máy, hệ thống điều hòa không khí, hệ thống máy phát điện, thậm chí cả căng tin và nhà vệ sinh công cộng

Bảo trì không chỉ đơn thuần là bảo trì phòng ngừa, mặc dù khía cạnh này là một thành phần quan trọng Bảo trì không phải chỉ là bôi trơn, mặc dù bôi trơn là một trong những chức năng chính của nó Bảo trì cũng không chỉ đơn giản là một cuộc chạy đua điên cuồng để sửa chữa một bộ phận máy móc hoặc phân đoạn tòa nhà bị hỏng, mặc dù đây là hoạt động bảo trì chiếm ưu thế

Theo một khía cạnh tích cực hơn, bảo trì là một ngành khoa học vì việc thực hiện nó sớm hay muộn phụ thuộc vào hầu hết hoặc tất cả các hệ thống kiến thức Đó là một nghệ thuật bởi vì các vấn đề thường xuyên xảy ra giống hệt nhau lại nhận được các cách tiếp cận và hành động khác nhau, bởi vì một số nhà quản lý, quản đốc và thợ máy thể hiện năng khiếu, kinh nghiệm về nó hơn những người khác Trên tất cả, nó là một triết lý bởi vì nó là một quy tắc có thể được áp dụng một cách sâu rộng,

khiêm tốn, hoặc không, tùy thuộc vào một loạt các biến số thường vượt qua các giải pháp tức thời và rõ ràng Hơn nữa, bảo trì là một triết lý vì nó phải được trang bị cẩn thận cho hoạt động hoặc tổ chức mà nó phục vụ như một bộ quần áo đẹp vừa vặn với người mặc và bởi vì cách những người thực thi nhìn nhận nó sẽ định hình hiệu quả của nó [2]

Quy trình bảo trì thiết bị công nghiệp gồm:

- Lập kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng định kỳ: Lên kế hoạch bảo dưỡng định kỳ cho từng loại máy theo quy định của nhà sản xuất (Thời gian phát hiện hư hỏng, tình trạng thiết bị, vị trí đặt thiết bị, máy móc, nội dung bảo trì, giám sát hoạt động máy móc.)

- Đề xuất xác nhận bảo dưỡng, bảo trì máy móc: Xác nhận hư hỏng của thiết bị, mức độ, tính khẩn cấp và làm đề xuất sớm để đảm bảo máy móc hoạt động ổn định

- Tiến hành lên phương án sửa chữa, thay thế: Liên hệ với đơn vị bảo trì, lập phương án tiến hành bảo trì máy móc hợp lý nhất, đảm bảo đúng tiến độ và kịp thời cho nhu cầu sản xuất

- Kiểm tra và nghiệm thu: Giám sát quá trình bảo trì, nghiệm thu và đảm bảo máy móc hoạt động ổn định

2.1.2 Lợi ích bảo trì:

Sau khi tìm hiểu qua khái niệm bảo trì là gì, ta sẽ điểm lại những lý do tại sao công tác bảo trì lại quan trọng đối với doanh nghiệp

2.1.2.1 Tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp:

Nếu như các công ty chờ đợi một bảo trì khắc phục sau khi máy móc, tài sản gặp sự cố thì số tiền để bỏ ra cho công tác sửa chữa này luôn luôn là một khoản xứng đáng để “đau đầu” Chưa kể đến những khoản chi phí thiệt hại khi tài sản gặp sự cố, ngưng hoạt động như: thời gian làm việc của nhân công, hiệu suất công việc, kế hoạch sản xuất, số tiền đền bù thiệt hại, tiền thuê đội ngũ sửa chữa bên ngoài…

Chính vì lẽ đó, một công việc bảo trì đúng cách, đúng thời điểm có thể coi là “công cụ vàng” để doanh nghiệp tiết kiệm được khoản chi phí khổng lồ, tối ưu được nguồn lực tổng thể Những kế hoạch bảo trì, đặc biệt là bảo trì phòng ngừa có khả năng tiết kiệm ngân sách cho doanh nghiệp vì các nỗ lực sẽ tập trung vào việc ngăn ngừa sự cố thiết bị thay vì ứng phó với các trường hợp khẩn cấp

2.1.2.2 Cải thiện an toàn trong môi trường làm việc:

Khi tài sản, thiết bị không được hoạt động trong một điều kiện tối ưu, chúng sẽ tạo ra khá nhiều mối nguy hiểm Đặc biệt điều kiện làm việc không an toàn thậm chí là các tình huống khẩn khi công nhân bị tai nạn Bảo trì phòng ngừa sẽ cải thiện sự an toàn của máy móc, do đó sự an toàn của nhân viên nói riêng và môi trường làm việc nói chung sẽ hạn chế được tai nạn ngoài ý muốn

2.1.2.3 Chăm sóc và điều chỉnh hoạt động:

Bảo trì trong doanh nghiệp góp phần cực kỳ quan trọng trong việc chăm sóc và điều chỉnh những vấn đề kỹ thuật, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất, góp phần đảm bảo các máy móc hoạt động tốt nhất, đạt tiêu chuẩn về kỹ thuật, chất lượng cũng như hiệu suất làm việc

Có rất nhiều doanh nghiệp đã hiểu một cách hạn hẹp về ý nghĩa của sự bảo trì, khi mà cho rằng nhắc tới bảo trì thì chỉ mang ý nghĩa trong việc chăm sóc, bảo dưỡng, sửa chữa những thiết bị máy móc trong nhà máy, phân xưởng để chúng hoạt động tốt và nâng cao tuổi thọ hơn Thế nhưng, công tác bảo trì trong thực tiễn còn mang nhiều ý nghĩa hơn thế, khi chúng chính là hoạt động có mặt trong tất cả các công việc kinh doanh và sản xuất, ở bất kỳ khâu nào

Đối tượng của hoạt động bảo trì là những nhà máy, cơ sở sản xuất kinh doanh, thiết bị máy móc, hệ thống điều hoà thang máy, …

2.1.2.4 Tăng hiệu quả thiết bị:

Qua các kế hoạch bảo trì định kỳ, những hoạt động nhỏ như kiểm tra, thay thế linh kiện, vệ sinh, … đều được thực hiện đồng đều, có kế hoạch chủ động, giúp những thiết bị vận hành hiệu quả hơn Đổi lại, doanh nghiệp cũng sẽ nhận được lợi ích từ việc tiết kiệm năng lượng và nhiên liệu vì thiết bị sẽ hoạt động với hiệu năng cao nhất

2.1.2.5 Cải thiện độ tin cậy:

Một công việc bảo trì nếu được thực hiện một cách hiệu quả sẽ giúp doanh nghiệp trở thành đối tác kinh doanh đáng tin cậy hơn Bởi lẽ, khách hàng thường sẽ có xu hướng tin tưởng vào một đơn vị cung cấp sản phẩm, vật liệu hoặc dịch vụ đúng hạn mà không có sự chậm trễ ngoài ý muốn như máy móc hỏng, gặp sự cố trong khâu sản xuất, … Một nhà hàng với điều hòa bị hỏng sẽ không bao giờ thu hút được khách hàng về mặt lâu dài Bằng cách luôn cung cấp những sản phẩm, dịch vụ đáng tin cậy,

một doanh nghiệp có thể nâng cao dịch vụ khách hàng và cải thiện hình ảnh thương hiệu của mình

2.1.2.6 Bảo quản tài sản:

Tài sản máy móc dùng trong doanh nghiệp thường không hề rẻ Một doanh nghiệp luôn quan tâm đến chất lượng tài sản của mình sẽ càng có khả năng tồn tại bền vững Bảo trì phòng ngừa sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của các tài sản trong doanh nghiệp Để những tài sản đó có thể đồng hành lâu hơn cùng với doanh nghiệp Lâu dài có thể thúc đẩy việc tăng lợi nhuận và giảm nhiều chi phí

2.1.3 Các hình thức bảo trì:

Trải qua các giai đoạn phát triển, hiện nay có ba mục bảo trì chính là bảo trì phòng ngừa (PM - Preventive Maintenance), bảo trì khắc phục (CM - Corrective Maintenance) và bảo trì phòng ngừa tổng thể (TPM – Total Preventing Maintenance)

Hình 2.2 Các giai đoạn phát triển của bảo trì

2.1.3.1 Bảo trì khắc phục (Corrective Maintenance/ Breakdown Maintenance):

Bảo trì khắc phục, hay còn được gọi là Bảo trì hư hỏng, là một chiến lược To-Fail (Chạy đến thất bại), được sử dụng để khôi phục chức năng của một thiết bị, bộ phận sau khi chúng xảy ra hỏng hóc hay sự cố Phương pháp bảo trì này ứng dụng

Run-khi sự cố này có thể chấp nhận được trong doanh nghiệp (tức là không gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất), đồng thời việc ngăn ngừa sự cố trước đó có thể gây tốn kém và không khả thi hơn là thay thế/sửa chữa

Ngoài việc bảo trì khắc phục là kết quả của chiến lược “hỏng đâu sửa đấy” có chủ ý thì đây cũng là kết quả của những sự cố ngoài kế hoạch không tránh được thông qua Bảo trì phòng ngừa

Khi một doanh nghiệp ứng dụng phương pháp bảo trì khắc phục, phải đảm bảo rằng các chế độ lỗi được xem xét không có khả năng trở thành sự cố khẩn cấp, không làm đảo lộn các kế hoạch cũng như lịch trình định kỳ của doanh nghiệp Nếu như áp dụng chiến lược Run-to-Fail này với một loại thiết bị mà khi chúng bị lỗi lại cần phải đầu tư nguồn lực khôi phục ngay lập tức để tránh gây hậu quả thì thực sự quá tốn kém và nhiều rủi ro

2.1.3.2 Bảo trì phòng ngừa (Preventive Maintenance):

Khái niệm bảo trì phòng ngừa (PM) được hình thành từ Mỹ vào năm 1951 Trước đó, các công ty chỉ thực hiện bảo dưỡng sửa chữa (breakdown maintenance), tức là công việc bảo dưỡng chỉ được thực hiện sau khi có sự cố hỏng hóc xảy ra Phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa đã giúp các công ty giảm sự cố, hỏng hóc thiết bị một cách đáng kể, do đó nó được chấp nhận và áp dụng khá rộng rãi vào thời điểm này

Với bảo dưỡng phòng ngừa, công nhân trong nhà máy thực hiện công việc vận hành máy móc để sản xuất ra các sản phẩm, hàng hóa, việc sửa chữa, bảo dưỡng máy móc thiết bị do một bộ phận chuyên trách khác đảm nhiệm Không chỉ được phát triển tại Mỹ, phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa đã được các nhà máy, công ty sản xuất của Nhật Bản chấp nhận và phổ biến sâu rộng Các chương trình bảo dưỡng phòng ngừa đã đem lại những lợi ích hết sức đáng kể, đó là thời gian hỏng máy được giảm thiểu, giúp duy trì sản xuất liên tục

Bảo trì phòng ngừa từ lâu đã được công nhận là cực kỳ quan trọng trong việc giảm chi phí bảo trì và nâng cao độ tin cậy của thiết bị Hai yếu tố chính cần để kiểm soát mức độ của một chương trình bảo trì phòng ngừa là:

- Thứ nhất, chi phí của chương trình bảo trì so với mức tổng chi phí cần để sửa chữa thiết bị nếu hỏng hóc xảy ra và chi phí để cải thiện hiệu suất thiết bị

- Thứ hai, phần trăm hiệu dụng của thiết bị được bảo trì Nếu chi phí chuẩn bị cho việc kiểm tra bảo trì phòng ngừa về gần giống như chi phí sửa chữa sau khi xảy ra hỏng hóc thì việc tiến hành bảo trì là không cần thiết

Mặt khác, nếu sự cố có thể dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng đối với thiết bị và việc sửa chữa tốn kém hơn nhiều thì nên xem xét thời gian kiểm tra theo lịch trình Hơn nữa, trong bảo trì phòng ngừa trung bình của nhà máy nên được điều chỉnh để phù hợp với chức năng của các hạng mục thiết bị khác nhau hơn là áp dụng theo cùng một cách cho tất cả các thiết bị Các thiết bị chủ chốt trong nhiều dây chuyền sản xuất tích hợp khác cũng thuộc loại tương tự Ngược lại, việc kiểm tra định kỳ các động cơ điện nhỏ và hệ thống truyền lực có thể dễ dàng vượt quá chi phí thay thế thiết bị tại thời điểm hỏng hóc

Trong thực tế, bảo trì phòng ngừa có nhiều dạng:

- Bảo trì dựa trên thời gian (TBM - Time-based maintenance) - Bảo trì dựa trên lỗi tìm thấy (FFM - Failure Finding Maintenance)

- Bảo trì dựa trên rủi ro (RBM - Risk-Based Maintenance)

- Bảo trì dựa trên điều kiện (CBM - Condition-Based Maintenance)

- Bảo trì dự đoán (PDM - Predictive Maintenance)

Bảo trì dựa trên thời gian

“Bảo trì dựa trên thời gian đề cập đến việc thay thế hoặc đổi mới một thiết bị để khôi phục độ tin cậy của nó vào một thời điểm, khoảng thời gian hoặc cách sử dụng cố định bất kể tình trạng của nó” [3]

Mục đích của Bảo trì Theo thời gian là để bảo vệ máy móc khỏi lỗi hỏng hóc của những loại bộ phận hao mòn theo tuổi tác (có thể đoán trước được) Cũng tức là phương pháp bảo trì này giả định rằng sẽ có lỗi hỏng hóc liên quan đến thời gian sử dụng, đồng thời dựa vào tuổi thọ đã được xác định để tiến hành lên lịch sửa chữa hợp lý

Ưu điểm của loại hình bảo trì này là doanh nghiệp không cần phải tiến hành đánh giá tình trạng của từng loại thiết bị mà chỉ cần thay thế dựa trên thời gian sẽ tiết kiệm và tối ưu nguồn lực hơn

Tuy nhiên, bảo trì dựa trên thời gian thường sẽ gây ra nhiều bất cập và không hiệu quả đối với những loại thiết bị có các chế độ hư hỏng không liên quan đến tuổi thọ Mà theo nhiều nghiên cứu, những thiết bị hao mòn theo tuổi thọ chỉ chiếm chưa tới 30% các chế độ hỏng của máy móc, thiết bị doanh nghiệp

Bảo trì dựa trên lỗi tìm thấy

Nhiệm vụ bảo trì nhằm phát hiện những lỗi tiềm ẩn thường liên quan đến các chức năng bảo vệ Một số bộ phận đặc biệt cần đến phương pháp bảo trì này như: van an toàn áp suất, bộ truyền hành trình, …

Loại thiết bị này sẽ không bắt buộc phải hoạt động cho đến khi một bộ phận khác bị lỗi Điều đó có nghĩa là trong điều kiện hoạt động bình thường, doanh nghiệp sẽ không biết liệu thiết bị này có còn hoạt động hay không, đồng nghĩa với việc các chế độ hỏng hóc đang bị ẩn đi Và đó là lý do bạn cần bảo trì những thiết bị này trước khi các bộ phận khác xảy ra lỗi

Loại hình bảo trì dựa trên lỗi tìm thấy này được hoạt động dựa trên tiêu chí phát hiện lỗi, chứ không phải là ngăn chặn chúng Sau khi phát hiện ra các lỗi đã bị ẩn đi, doanh nghiệp sẽ phải lên một kế hoạch tiếp theo để bảo dưỡng hay sửa chữa chúng Phát hiện lỗi Bảo trì được tiến hành vào những khoảng thời gian cố định, thường xuất phát từ Hướng dẫn sử dụng hoặc phương pháp tiếp cận dựa trên rủi ro

Bảo trì dựa trên rủi ro

Bảo trì dựa trên rủi ro (RBM) là khi doanh nghiệp sử dụng phương pháp đánh giá rủi ro để điều chỉnh các nguồn lực bảo trì hạn chế của mình cho những thiết bị gây ra nhiều rủi ro nhất trong trường hợp thất bại (Rủi ro = Khả năng x Hậu quả)

Do đó, thiết bị có rủi ro cao hơn và khả năng xảy ra hỏng hóc cao sẽ phải được bảo trì và kiểm tra thường xuyên hơn Thiết bị rủi ro thấp có thể được bảo trì với tần suất thấp hơn và thậm chí là với phạm vi công việc nhỏ hơn nhiều

Khi quy trình Bảo trì Dựa trên Rủi ro được thực hiện một cách hiệu quả, doanh nghiệp có thể giảm thiểu toàn bộ nguy cơ hỏng hóc trong toàn bộ nhà máy, phân xưởng của mình theo cách kinh tế nhất

Bảo trì dựa trên rủi ro về cơ bản là bảo trì phòng ngừa, trong đó tần suất và phạm vi của các hoạt động bảo trì được tối ưu hóa liên tục dựa trên các phát hiện từ thử nghiệm hoặc kiểm tra và đánh giá rủi ro kỹ lưỡng Ví dụ về Bảo trì Dựa trên Rủi ro sẽ là Kiểm tra Dựa trên Rủi ro khi áp dụng cho các thiết bị tĩnh như bình và đường ống hoặc thậm chí van giảm áp

Bảo trì dựa trên điều kiện

Như đã nói ở trên, hầu như các chế độ hỏng hóc thường không liên quan tới tuổi thọ Tuy nhiên, nhiều chế độ lỗi đều đưa ra một loạt các cảnh cáo tới người sử dụng trước khi sự cố thực sự xảy ra Giống như chuồn chuồn bay thấp cảnh báo trời sắp mưa, doanh nghiệp hoàn toàn có thể tìm thấy các bằng chứng cho thấy một vài

chế độ hỏng hóc đang có nguy cơ xảy ra Lúc đó, doanh nghiệp có thể lên những kế hoạch để khắc phục hoặc ngăn chặn hoàn toàn những sự cố đó, tránh gây hậu quả nặng nề

Từ lý thuyết trên, loại hình bảo trì dựa trên điều kiện được xây dựng như một chiến lược tìm kiếm các bằng chứng hoặc lời cảnh cáo của máy móc, thiết bị về những sự cố có khả năng sẽ xảy ra

Bảo trì dựa trên điều kiện thực tế không làm giảm khả năng xảy ra hỏng hóc thông qua quá trình tái tạo vòng đời, thay vào đó chiến lược này can thiệp trước khi sự cố xảy ra, giúp doanh nghiệp tiết kiệm hơn về nguồn lực cũng như giảm nguy cơ ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất

Nói cách khác: giám sát tình trạng không sửa chữa được máy móc hay dừng lại các hỏng hóc Việc giám sát tình trạng chỉ cho phép doanh nghiệp tìm ra các vấn đề trước khi chúng trở thành lỗi

Để chiến lược CBM đạt được hiệu quả, việc kiểm tra và can thiệp sớm là điều cực kỳ quan trọng Và điều này đòi hỏi một quy trình thu thập, phân tích dữ liệu cũng như kế hoạch can thiệp chi tiết và thường xuyên theo đặc điểm của máy móc, thiết bị từng doanh nghiệp

Bảo trì dự đoán

Bảo trì dự đoán dạo gần đây mới bắt đầu được nhiều doanh nghiệp tìm hiểu và nói về Về cơ bản, Bảo trì dự đoán được coi là một cấp cao hơn của Bảo trì dựa trên điều kiện Tuy nhiên, nếu xét kỹ, Bảo trì dự đoán – Với sự hỗ trợ của Trí tuệ nhân tạo, cảm biến thiết bị (IoT) và khả năng giảm thiểu chi phí của công nghệ và học máy – rõ ràng sẽ có những sự khác biệt lớn đối với Bảo trì dựa trên điều kiện

Bảo trì dự đoán sẽ sử dụng nhiều thông số quy trình có khả năng thu được từ các cảm biến trực tuyến để xác định thiết bị, máy móc có đang hoạt động ổn định hay đang có nguy cơ xảy ra lỗi

Có rất nhiều tập đoàn lớn đang tích cực chuyển sang loại hình bảo trì này và chắc chắn trong tương lai gần, đây sẽ là một phần quan trọng trong hoạt động bảo trì tổng thể của doanh nghiệp

2.1.3.3 Bảo trì năng suất toàn diện (Total Productive Maintenance - TPM):

Các chương trình bảo dưỡng phòng ngừa đã đem lại lợi ích đáng kể, thời gian hỏng máy được giảm thiểu, giúp duy trì sản xuất liên tục

Tuy nhiên, mức độ tự động hóa ngày càng cao, máy móc thiết bị trong nhà máy sản xuất ngày càng nhiều dẫn tới bộ phận chuyên trách bảo dưỡng có xu hướng phình ra với số lượng nhân sự thậm chí còn nhiều hơn so với công nhân trực tiếp vận hành Bên cạnh đó, do khối lượng công việc nhiều, bộ phận bảo dưỡng không có thời gian kiểm tra, đánh giá thực tế tình trạng vận hành của máy móc mà thường tiến hành thay thế phụ tùng định kỳ theo kế hoạch mà trên thực tế chúng vẫn có thể sử dụng được thêm một thời gian nữa Điều này dẫn tới chi phí cho hoạt động bảo dưỡng phòng ngừa trở nên đáng kể cấu thành chi phí sản xuất

Các nhà quản lý nhận thấy cần thay đổi và khái niệm bảo dưỡng phòng ngừa đã được xem xét, đổi mới để phù hợp nhu cầu quản lý Hoạt động bảo dưỡng bắt đầu được xác định là công việc liên quan đến trách nhiệm toàn thể nhà máy, trong đó vai trò của công nhân vận hành thiết bị là rất quan trọng Từ đó, khái niệm TPM ra đời

Tám trụ cột của TPM chủ yếu tập trung vào các kỹ thuật mang tính chủ động và phòng ngừa để cải thiện độ tin cậy của thiết bị

Hình 2.3 Tám trụ cột của TPM Bảng 2.1 Tác dụng của tám trụ cột TPM

Bảo trì tự quản (Autonomous Maintenance)

Đặt trách nhiệm tự bảo dưỡng cho doanh nghiệp giúp người vận hành thiết bị biết về kết cấu và chức năng của máy, hiểu về quan hệ giữa máy móc và chất lượng

 Trao quyền sở hữu nhiều hơn cho các doanh nghiệp khai thác thiết bị

 Trao trực tiếp các kiến thức về thiết bị cho chính người vận hành

 Đảm bảo thiết bị được làm sạch và bôi trơn trong suốt quá trình vận hành

 Xác định các vấn đề khẩn cấp trước khi chúng có thể gây ra tổn thất

 Giảm gánh nặng cho các nhân viên bảo trì

Bảo trì có kế hoạch (Planned Maintenance)

Lập kế hoạch bảo trì dựa trên tỷ lệ thất bại dự đoán và/hoặc đo lường được

 Giảm đáng kể các trường hợp dừng sản xuất không có kế hoạch

 Hầu hết các hoạt động bảo trì được lên kế hoạch theo thời gian khi thiết bị không được sử dụng

 Giảm hàng tồn kho thông qua kiểm soát tốt hơn các bộ phận dễ bị hao mòn và dễ bị hỏng

Bảo trì chất lượng (Quality Maintenance)

Thiết kế hệ thống phát hiện lỗi và phòng ngừa lỗi vào quá trình sản xuất Áp dụng Phân tích

nguyên nhân gốc để loại bỏ các nguồn lỗi liên quan đến chất lượng

 Phương pháp này hướng vào các vấn đề chất lượng với trọng tâm là xây dựng các dự án cải thiện tập trung vào nguyên nhân gốc gây ra các lỗi chất lượng

 Giảm số lượng khiếm khuyết

 Giảm chi phí bằng cách phát hiện lỗi sớm

Cải tiến có trọng điểm (Focused improvement)

Các nhóm nhỏ nhân viên sẽ làm việc cùng nhau một cách chủ động để đạt được những cải tiến thường xuyên, gia tăng trong vận hành thiết bị

 Các vấn đề diễn ra có tính chu kỳ được xác định và giải quyết bởi các nhóm nhỏ đảm nhận các chức năng khác nhau

 Các nhân viên tiềm năng được kết hợp để tạo nên một “bộ máy” thúc đẩy quá trình cải tiến liên tục

Quản lý thiết bị sớm (Early Equipment Management)

Trong quản lý thiết bị, trước hết các nhà quản lý, vận hành cần hiểu cả lý thuyết và cả hoạt động sử dụng thiết bị trong thực tiễn Thông qua phương pháp TPM, họ mới có thể tìm ra các vấn đề cần được cải tiến của thiết bị này dựa trên các kiến thức đã có

 Các thiết bị mới sẽ ít gặp các trục trặc trong quá trình sử dụng, thậm chí đạt đúng hiệu suất được kỳ vọng của doanh nghiệp

 Hoạt động bảo trì sẽ đơn giản, hiệu quả hơn do các đánh giá thực tế và khách quan từ đội ngũ vận hành trước khi tiến hành cài đặt

Huấn luyện và Đào tạo

(Training and Education)

Việc chuyển giao kiến thức cho các nhân viên vận hành và nhà quản lý là vô cùng cần thiết để đạt được các mục tiêu TPM

 Nhân viên vận hành có thể phát triển các kỹ năng để thực hiện thành thạo hoạt động bảo trì thiết bị và xác định các vấn đề mới phát sinh trong việc sử dụng thiết bị

 Nhân viên bảo trì có cơ hội trau dồi các kỹ thuật để chủ động bảo dưỡng và ngăn ngừa các rủi ro có thể xảy ra với thiết bị

 Các nhà quản lý được đào tạo về các nguyên tắc TPM cũng như về đào tạo và phát triển nhân viên

An toàn và Sức khỏe (Safety and Health)

Duy trì môi trường làm việc an toàn và lành mạnh

 Loại bỏ các rủi ro tiềm ẩn về sức khỏe và an toàn

 Hướng đến khu vực làm việc không có nguy cơ tai nạn

Hệ thống hỗ trợ (TPM in

Administration)

Áp dụng các kỹ thuật TPM cho các chức năng quản lý hành chính

 Mở rộng các tính năng của TPM ngoài khu vực sản xuất khi chúng có thể giúp hạn chế các lãng phí trong hoạt động hành chính

 Hỗ trợ sản xuất thông qua cải thiện các hoạt động hành chính (ví dụ: xử lý đơn hàng, mua hàng và lên lịch)

2.1.4 Chi phí trong bảo trì:

Về chi phí trong hoạt động bảo trì, cơ bản có thể chia thành 2 phần: chi phí bảo trì trực tiếp và bảo trì gián tiếp

2.1.4.1 Chi phí bảo trì trực tiếp:

Đây là loại chi phí hao tổn trực tiếp cho các hoạt động bảo trì, bảo dưỡng và chăm sóc các tài sản tại doanh nghiệp bao gồm 8 loại chi phí chính:

- Lương và tiền thưởng cho nhân viên bảo trì - Chi phí vật tư phụ tùng bảo trì

- Chi phí cho thiết bị, dụng cụ bảo trì - Chi phí thuê dịch vụ bảo trì bên ngoài - Chi phí kiểm định tài sản định kỳ

- Chi phí cho các hoạt động cải tiến và sửa đổi - Chi phí huấn luyện kỹ năng cho nhân viên bảo trì - Chi phí quản lý bảo trì

Đây là 8 loại chi phí bề nổi mà đa phần các doanh nghiệp có thể đo đếm được dễ dàng, do đó nhiều doanh nghiệp hiện nay vẫn xem chúng là tất cả các chi phí phát sinh do bảo trì mang lại Đồng thời, khi nghĩ đến cải tiến bảo trì, các doanh nghiệp thường chỉ tập trung tìm cách cắt giảm triệt để các loại chi phí trên

2.1.4.2 Chi phí bảo trì gián tiếp:

Đây là loại chi phí hao tổn về doanh thu phát sinh gián tiếp do bảo trì không hiệu quả, ngừng máy đột xuất gây ra Loại chi phí bảo trì này bao gồm:

- Tổn thất do tuổi thọ thiết bị tài sản giảm sút

- Tổn thất năng lượng do máy móc thiết bị vận hành không hiệu quả - Tổn thất cho chất lượng sản phẩm tạo thành không đạt yêu cầu - Tổn thất do năng suất sản xuất giảm sút khi máy móc hoạt động kém - Tổn thất do hao tổn vật tư sản xuất khi máy móc hoạt động kém - Thiệt hại do không đảm bảo an toàn lao động

- Thiệt hại do tác động xấu tới môi trường và cơ sở vật chất xung quanh - Thiệt hại do tồn kho vật tư phụ tùng bảo trì tăng

- Thiệt hại do không thể xoay vòng vốn sản xuất - Thiệt hại do mất khách hàng và thị trường - Thiệt hại do mất uy tín

- Thiệt hại do vi phạm hợp đồng với khách hàng - Thiệt hại về doanh thu và lợi nhuận

- Thiệt hại do trả lương nhân công nhưng không sản xuất

Hình 2.4 Chi phí liên quan đến các chiến lược bảo trì truyền thống

Ta có thể thấy rằng, nếu đầu tư nhiều chi phí bảo trì trực tiếp thì số lượng sự cố hỏng hóc xảy ra sẽ thấp Nhưng như vậy thì ta sẽ không khai thác được toàn bộ tài nguyên của máy móc, chúng ta tiến hành bảo trì khi tình trạng máy móc vẫn còn ổn Điều này sẽ gây lãng phí một số tiền khổng lồ không cần thiết cho việc bảo trì phòng ngừa Ngược lại, nếu ta ít đầu tư chi phí trực tiếp cho bảo trì phòng ngừa thì sự cố hỏng hóc sẽ xảy ra với số lượng lớn Lúc này ta lại phải tốn chi phí gián tiếp cho việc sửa chữa Bài toán ở đây là tối ưu tổng chi phí bảo trì trực tiếp và gián tiếp, chỉ khi

thực hiện được điều này thì lợi ích của việc bảo trì mang lại mới tối ưu Và từ Hình 2.4 ta có thể thấy, hoành độ điểm tối ưu này chính là hoành độ của giao điểm giữa

chi phí trực tiếp và chi phí gián tiếp

2.1.5 Lập kế hoạch và lập lịch bảo trì:

Lập kế hoạch và lập lịch bảo trì là những yếu tố quan trọng nhất của chức năng bảo trì và là điều kiện tiên quyết để kiểm soát bảo trì hiệu quả Một số lý do cho tầm quan trọng của chúng là:

- Trong thời đại tự động hóa và các hệ thống sản xuất mới, chẳng hạn như Just In Time (JIT), hoạt động với lượng thành phẩm tối thiểu và công việc trong quá trình thực hiện đã khiến cho quá trình sản xuất bị gián đoạn, gây tốn kém Những gián đoạn như vậy có thể được giảm thiểu với các mô hình lập kế hoạch và lập lịch trình hiệu quả

- Lập kế hoạch và lập lịch trình hiệu quả giúp cải thiện việc sử dụng năng lực sản xuất và các nguồn lực bảo trì

- Các mô hình lập kế hoạch và lập lịch bảo trì hiệu quả hỗ trợ trong việc chuẩn bị sẵn sàng trước các phụ tùng và vật liệu cần thiết và do đó giảm thiểu thời gian, chi phí bảo trì

- Chúng đóng góp vào chất lượng cao của công việc bảo trì bằng cách áp dụng các phương pháp và quy trình tốt nhất và chỉ định các nghề có trình độ cao nhất cho các công việc

Các mô hình lập kế hoạch và lập lịch bảo trì có thể được phân loại dựa trên chức năng hoặc theo tầng Việc phân loại chức năng dẫn đến các mô hình lập kế hoạch và mô hình lập lịch trình bảo trì khác nhau Việc phân loại theo tầng dẫn đến các mô hình dài hạn, trung hạn và ngắn hạn

Các mô hình dài hạn và trung hạn đề cập đến việc lập kế hoạch năng lực bảo trì và cung cấp phụ tùng thay thế để bảo trì Các mô hình lập kế hoạch ngắn hạn tập trung vào giám sát và kiểm soát phân bổ nguồn lực

Các mô hình lập kế hoạch dài hạn tập trung vào việc phân bổ các nguồn lực và lên lịch cho các đơn vị sản xuất để bảo trì theo kế hoạch Các mô hình như vậy thường được phát triển để lập kế hoạch bảo trì máy phát điện trong các công ty điện lực lớn hoặc các đơn vị sản xuất trong nhà máy chế biến Các mô hình lập lịch trình

tầm trung được sử dụng để lập lịch các công việc bảo trì lớn hoặc ngừng hoạt động bảo trì Quy tắc heuristic (tự tìm tòi) được sử dụng cho lịch trình bảo trì ngắn hạn [4]

Hình 2.5 Các mô hình lập kế hoạch và lập lịch bảo trì

2.2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU:

Hình 2.6 Quy trình xây dựng mô hình bảo trì mới

Bảng 2.2 Quy trình thực hiện nghiên cứu

Mục đích Phương pháp, công cụ hỗ trợ

Phân tích hiện trạng

- Hiểu được tình trạng hiện tại: Mô hình bảo trì, Quy trình lên kế hoạch bảo trì

- Các vấn đề bộ phận bảo trì đang gặp phải

- Quan sát - Phỏng vấn - Thống kê

- Ghi nhận bằng hình ảnh

Xác định vấn đề

- Xác định sơ bộ tình trạng hiện tại - Xác định tác động của mô hình bảo trì hiện tại đến kế hoạch sản xuất - Xác định các tác nhân có thể đang tác động đến chất lượng, năng suất bảo trì

- Xác định các cơ hội cải tiến - Xác định mục tiêu cải tiến

- Turtle Diagram - Biểu đồ Pareto - Lưu đồ quá trình - Ghi nhận bằng hình ảnh

Đo lường và thu thập dữ

- Turtle Diagram - Biểu đồ xương cá - Lưu đồ quá trình - Phỏng vấn

Tìm hiểu lý thuyết và nghiên cứu

liên quan

Trau dồi các kiến thức về Bảo trì, Các Phương pháp lên kế hoạch, lập lịch bảo trì cũng như lý thuyết tối ưu bảo trì

- Có được cơ sở lập luận cần thiết cho các vấn đề thực tế

Xây dựng mô hình toán

- Dùng phần mềm Matlab để xây dựng mô hình dựa trên lý thuyết quy hoạch mục tiêu (Goal Programing)

- Matlab

Kiểm định mô hình toán

Mô phỏng để kiểm tra tính khả thi của mô hình được đề xuất ở bước “Xây dựng mô hình toán”

Áp dụng mô hình toán

- Triển khai mô hình đã được đề xuất ở bước “Xây dựng mô hình toán” Ghi nhận kết quả đầu ra, những thành quả sau quá trình cải tiến

- So sánh sự khác biệt (nếu có) giữa tính toán và thực tế thực hiện

- Điều chỉnh các giải pháp để đạt được hiệu quả tốt nhất

- Thống kê

- Quản lý bằng công cụ trực quan

Theo dõi đánh giá mô hình

- So sánh trước và sau cải tiến

- Xác định mức độ hài lòng của nhân viên và các stakeholder về mô hình mới