ứng dụng thiết kế thử nghiệm để nâng cao chất lượng quá trình rèn tại công ty tnhh profor

Và hiện tại, công ty TNHH Profor đang áp dụng phương pháp Một biến tại một thời điểm OVAT, cách thực hiện của phương pháp này là sẽ thay đổi một biến tại một thời điểm và giữ cố định tất

Lý do lựa chọn đề tài

Rèn là một ngành công nghiệp rất phổ biến hiện nay, các vật dụng tạo ra từ quá trình rèn có mặt ở mọi nơi, từ đất liền, trên không cho đến trên biển Trên thực tế, nhiều ngành công nghiệp như ô tô, hàng không vũ trụ, nông nghiệp, giao thông vận tải và quốc phòng…đều dùng các vật rèn có độ chính xác cao Theo FIA (2017), thì một chiếc ô tô được sản xuất ra có thể chứa hơn 250 bộ phận được rèn; một chiếc máy bay chứa hơn 450 vật rèn cấu trúc cũng như hàng trăm bộ phận động cơ được rèn; xe tăng hạng nặng chứa hơn 550 bộ phận rèn riêng biệt; xe thiết giáp chở quân nhân sử dụng hơn 250 bộ phận rèn Cho thấy được nhu cầu sử dụng các vật liệu rèn là rất lớn

Theo Mandaokar (2023), thị trường rèn kim loại toàn cầu dự kiến sẽ có sự tăng trưởng mạnh mẽ trong giai đoạn từ năm 2022 đến năm 2030, với tốc độ tăng trưởng ước tính khoảng 6,34% Vào năm 2021, thị trường rèn kim loại có giá trị khoảng 84,1 tỷ USD và năm 2022 là 89.43 tỷ USD, theo các báo cáo đưa ra Dự kiến đến cuối năm 2030, thị trường này đạt gần 137,52 tỷ USD Điều này cho thấy ngành rèn kim loại trên toàn cầu đang có sự phát triển vượt bật

Theo Sumit và Onkar (2023), sau hơn hai năm rưỡi kể từ khi đại dịch bùng phát và nhiều công ty đã có dấu hiệu phục hồi đáng chú ý, thì vào đầu năm 2023 số ca mắc COVID-19 lại tăng mạnh, đặc biệt là tại Trung Quốc đã tác động bất lợi đến thị trường rèn kim loại trong thời gian ngắn Ngoài COVID-19 thì lạm phát trên thế giới; chiến tranh giữa Ukraine – Nga và việc nới lỏng định lượng được thực hiện ở một số khu vực trên thế giới, đã ảnh hưởng xấu đến lĩnh vực xây dựng, khai thác mỏ từ đây ảnh hưởng lớn đến nguồn cung ứng và đơn đặt hàng

Dưới sự phát triển của công nghiệp rèn cũng như những khó khăn đã và đang gặp phải, thì Công ty TNHH Profor cần phải có nhiều phương pháp, nhiều cải tiến hơn nữa để ngày càng phát triển và tăng cơ hội cạnh tranh với các công ty, doanh nghiệp khác Cùng với đó tác giả nhận thấy, ban lãnh đạo rất quan tâm đến vấn đề nâng cao chất lượng của quá trình sản xuất đặc biệt là quá trình rèn Và hiện tại, công ty TNHH Profor đang áp dụng phương pháp Một biến tại một thời điểm (OVAT), cách thực hiện của phương pháp này là sẽ thay đổi một biến tại một thời điểm và giữ cố định tất cả các biến khác trong thử nghiệm Phương pháp này có

Trang 2 một vài nhược điểm sau: Thứ nhất, cách thực hiện này phụ thuộc vào sự phỏng đoán, kinh nghiệm, may mắn và trực giác để tạo nên sự thành công; thứ hai, loại thử nghiệm này đòi hỏi một lượng lớn tài nguyên để thu được thông tin về quy trình; thứ ba, các thử nghiệm OVAT thường không đáng tin cậy, không hiệu quả, tốn thời gian và có thể mang lại các dữ liệu sai cho quy trình Trong quá trình thực tập, tác giả thấy rằng: Việc ứng dụng phương pháp Thiết kế thử nghiệm (DOE) trong quá trình rèn có thể giúp khắc phục những hạn chế của phương pháp OVAT, giúp xác định các yếu tố quan trọng tác động đến đầu ra mong đợi và tìm hiểu tương tác giữa chúng, thông qua từ đó tối ưu hóa kết quả của quy trình giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực so với việc sử dụng phương pháp OVAT, mang lại hiệu quả cao trong quy trình nghiên cứu và tối ưu hóa Nên sau khi nghiên cứu và tìm hiểu, tác giả đã quyết định lựa chọn đề tài: “Ứng dụng phương pháp Thiết kế thử nghiệm để nâng cao chất lượng quá trình rèn tại Công ty TNHH Profor” để làm đề tài Khóa luận tốt nghiệp.

Mục tiêu nghiên cứu

Phân tích những vấn đề của dây chuyền sản xuất Ratchet Đề ra giải pháp DOE và triển khai Đánh giá quá trình triển khai và kết quả đạt được.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được thực hiện dựa theo phương pháp DOE:

Bước 1: Xác định mục tiêu chính của nghiên cứu

Xác định rõ mục tiêu chính là bước khởi đầu quan trọng của nghiên cứu cải tiến quy trình sản xuất Những mục tiêu này bao gồm cải thiện chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sản xuất bằng cách giảm lãng phí nguyên vật liệu và tối ưu hóa thời gian thực hiện, qua đó giúp doanh nghiệp tối ưu hóa hoạt động sản xuất, nâng cao năng suất và giảm chi phí.

Bước 2: Xác định các yếu tố và mức ảnh hưởng

Sử dụng phương pháp Delphi phỏng vấn 10 chuyên gia nhằm:

- Xác định các yếu tố có thể ảnh hưởng đến quá trình rèn sản phẩm Ratchet

- Xác định các mức ảnh hưởng có thể có cho mỗi yếu tố

Bước 3: Xây dựng kế hoạch thử nghiệm

Sử dụng phần mềm Minitab để xây dựng kế hoạch thử nghiệm DOE dựa vào yếu tố và mức độ của từng yếu tố một cách ngẫu nhiên Đối với thử nghiệm này sẽ bao gồm 5 biến và 32 lần thử nghiệm,

Thứ tự thử nghiệm cần sắp xếp lại theo một cách ngẫu nhiên, nhằm mang lại kết quả chuẩn xác nhất

Bước 4: Thực hiện thử nghiệm

Thực hiện các thử nghiệm dựa trên kế hoạch đã xây dựng, đảm bảo rằng các thông số phải được cài đặt chính xác và giảm thiểu tối đa sự dao động của các yếu tố môi trường gây ảnh hưởng đến kết quả

QC sẽ ghi lại dữ liệu về các thông số và kết quả của quá trình rèn

Bước 5: Phân tích dữ liệu

Sử dụng phân tích thống kê để đánh giá tác động của các yếu tố lên quá trình rèn và chất lượng sản phẩm Áp dụng phân tích phương sai ANOVA (Analysis of Variance) để xác định yếu tố quan trọng và tương tác giữa chúng

Bước 6: Xác định điều kiện tối ưu

Dựa trên kết quả phân tích, xác định điều kiện tối ưu cho quá trình rèn để đạt được các mục tiêu đã đề ra

Bước 7: Xác nhận và kiểm tra lại

Thực hiện thử nghiệm với các điều kiện tối ưu để xác nhận tính hiệu quả của chúng

Kiểm tra lại quá trình rèn dưới các điều kiện tối ưu để đảm bảo rằng kết quả được duy trì và không có yếu tố nào ảnh hưởng tiêu cực

Bước 8: Tổng kết và báo cáo

Tổng hợp kết quả thử nghiệm và phân tích vào báo cáo nghiên cứu Đưa ra nhận định về việc ứng dụng DOE đã làm thay đổi như thế nào về chất lượng sản phẩm, hiệu quả sản xuất và giảm lãng phí

Nêu rõ những hạn chế và khó khăn trong quá trình nghiên cứu và đề xuất hướng phát triển tiếp theo.

Kết cấu các chương của báo cáo

Chương 1: Khái quát chung về công ty TNHH Profor

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Phân tích dây chuyền sản xuất Ratchet tại xưởng sản xuất công ty TNHH Profor Chương 4: Đề xuất triển khai DOE cho dây chuyền sản xuất Ratchet tại xưởng sản xuất công ty TNHH Profor

Chương 5: Đánh giá việc triển khai DOE cho dây chuyền sản xuất Ratchet tại xưởng sản xuất công ty TNHH Profor

KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TY TNHH PROFOR

Giới thiệu chung

1.1.1 Thông tin chung về công ty

Hình 1.1 Hình ảnh công ty

Nguồn: Tài liệu của công ty

Tên công ty : Công ty TNHH Profor Việt Nam

Tên quốc tế : PROFOR COMPANY LIMITED

Tên viết tắt : PROFOR CO., LTD

Loại hình : Công ty TNHH 2 thành viên trở lên ngoài Nhà nước

Slogan : “Leading in forging” Ý nghĩa tên gọi : Professional Forging - Rèn chuyên nghiệp với mong muốn trở thành công ty về gia công cơ khí chuyên nghiệp Địa chỉ : Số 29D, tổ 8, KP1, thị trấn Trảng Bom, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai, Việt Nam Điện thoại : (+84) 901 233 399

Thị trường : Toàn quốc, trong đó tập trung ở thị trường Mỹ, Trung Quốc

1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển

Tháng 04 năm 2006: Công ty TNHH thương mại và dịch vụ Tú Tài Phát chính thức thành lập, đặt địa chỉ làm việc tại huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai Đây là công ty chuyên về thiết kế và chế tạo khuôn mẫu, gia công dập, linh kiện cơ khí, gia công chi tiết cơ khí có độ bền và độ chính xác cao Và đây là một trong những nhà sản xuất rèn nóng chuyên nghiệp nhất

Tháng 09 năm 2012: Công ty TNHH thương mại và dịch vụ Tú Tài Phát chính thức đổi tên thành công ty TNHH Tú Tài Phát

Tháng 06 năm 2018: Công ty được cấp chứng nhận ISO 9001:2015

Tháng 07 năm 2020: Sau một khoảng thời gian hình thành và phát triển, công ty đã đổi tên thành công ty TNHH Profor và mở rộng diện tích với quy mô nhà máy lên đến 4.000m 2 Xưởng sản xuất của công ty chiếm quy mô lớn lên đến 3.000m 2 trên tổng số diện tích

Với sự nổ lực và phát triển không ngừng thì hiện tại công ty TNHH Profor đã trở thành một trong những doanh nghiệp đầu tiên ở Việt Nam khi xuất khẩu thành công các mặt hàng rèn như búa, cờ lê, ratchet,… mang sản phẩm với thương hiệu sản xuất tại Việt Nam sang nhiều quốc gia trên thế giới Trong đó, có thị trường Mỹ - thị trường khó tính nhất Thế giới với những đơn hàng lên đến 80 tỷ đồng

Hình 1.3 Quá trình phát triển của công ty

Nguồn: Tổng hợp của tác giả

Công ty TNHH Profor được phân thành ba cấp bậc quản lý chính Đứng đầu là tổng giám đốc công ty – người có quyền lực cao nhất Tiếp theo đó là các phòng ban chính đảm nhận các chức năng, nhiệm vụ khác nhau:

Phòng sản xuất: Chịu trách nhiệm về R&D, sản xuất, chất lượng và kho

Phòng kinh doanh: Chịu trách nhiệm về bán hàng và chăm sóc khách hàng

Phòng hành chính: Chịu trách nhiệm về nhân sự, kế toán, tài chính

Hình 1.4 Sơ đồ tổ chức công ty

Nguồn: Phòng nhân sự công ty

Tầm nhìn, sứ mệnh và giá trị cốt lõi

Tất cả những gì chúng tôi đang làm là vươn lên vị trí dẫn đầu thị trường

Khách hàng của chúng tôi bị thuyết phục bởi sự tận tâm và uy tín của hàng hoá và dịch vụ do chúng tôi đem tới

Chúng tôi cam kết nhận được 100% sự hài lòng của khách hàng bằng cách đảm bảo "Ngay từ lần đầu tiên" và tuân thủ nghiêm ngặt các Quy trình phát triển đẳng cấp thế giới

TÔN TRỌNG – Đánh giá cao người khác

Chúng tôi luôn trân trọng và đánh giá cao đồng nghiệp, khách hàng cũng như đối tác kinh doanh, ghi nhận giá trị cá nhân của từng người Chúng tôi lắng nghe và tôn trọng những quan điểm khác biệt, từ đó tạo nên một môi trường cởi mở và hỗ trợ để phát triển và đổi mới.

CHÍNH TRỰC – Được hướng dẫn bởi sứ mệnh của chúng tôi

Với tư cách là thành viên của Profor, chúng tôi luôn hành động chính trực, kiên quyết chống lại mọi hành vi gian dối Bằng nỗ lực hàng ngày, chúng tôi vun đắp niềm tin với mọi đối tác liên quan, tạo dựng nền tảng vững chắc cho sự phát triển lâu dài của công ty.

CHẤT LƯỢNG – Cam kết xuất sắc Để bảo đảm chất lượng và sự tin cậy của sản phẩm và dịch vụ, chúng tôi xem xét mọi vấn đề từ khía cạnh "gemba" nhằm đưa ra phương án tối ưu Cũng như chất lượng sản phẩm, chúng tôi theo đuổi sự hoàn hảo trong toàn bộ những việc chúng tôi thực hiện, từ chất lượng sản phẩm đến dịch vụ khách hàng

SÁNG TẠO – Phấn đấu đổi mới

Chúng tôi thúc đẩy tinh thần đón nhận thử thách trong tương lai và làm việc với sự sáng tạo và đam mê Chúng tôi đáp ứng nhu cầu của "gemba" bằng cách cung cấp các sản phẩm và dịch vụ tạo ra giá trị có ý nghĩa một cách kịp thời.

KHÁCH HÀNG TẬP TRUNG – Hài lòng với các dịch vụ “WOW”

Chúng tôi cố gắng cung cấp dịch vụ khách hàng đặc biệt mang đến giá trị cho khách hàng và công ty Chúng tôi luôn luôn tận tâm đáp ứng mong đợi của khách hàng và tuân thủ những thoả thuận mà chúng tôi đã thiết lập với họ.

Lĩnh vực kinh doanh và sản phẩm của công ty

Công ty Profor là một công ty chuyên về thiết kế và chế tạo khuôn mẫu (Khuôn dập nóng, khuôn dập nguội, khuôn đúc rót,…), gia công chi tiết cơ khí (Phay, tiện,…), gia công dập linh kiện cơ khí có độ bền và độ chính xác cao dùng trong ngành cơ khí chế tạo

Hình 1.5 Sản phẩm công ty

Khách hàng

Công ty TNHH Profor đảm bảo sản phẩm đến tay khách hàng với chất lượng cao, chi phí hợp lý và giao hàng đúng hạn Nhờ đó, Profor đã xây dựng được niềm tin vững chắc với khách hàng cùng vị trí vững chắc trên thị trường Profor không chỉ hợp tác với nhiều công ty lớn trong nước mà còn trở thành đối tác tin cậy của các tập đoàn danh tiếng tại Mỹ và Trung Quốc như Apex, VEAM, Zeder, VFP, GJJ, SVEAM, AKG Hong Sheng, BAHU, XLDA,

Hình 1.9 Khách hàng của công ty

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Các khái niệm cơ bản

Phương pháp Delphi được đặt theo tên của thị trấn Delphi của Hy Lạp Người Hy Lạp cổ đại tin rằng Apollo - con trai của Zeus và thần ánh sáng, sự tinh khiết, mặt trời và lời tiên tri đã giết chết con rồng Python ở Delphi Ngôi đền ở Delphi khi đó chứa nhà tiên tri nổi tiếng Pythia, người mà Apollo đã chọn nói chuyện để dự đoán tương lai Phương pháp Delphi được sử dụng ngày nay, dựa trên mô hình khoa học, hợp lý hơn đã được sử dụng lần đầu tiên trong việc dự đoán tương lai Phương pháp Delphi được sử dụng sớm nhất bởi Quade (1967) trong việc dự đoán kết quả cuộc đua ngựa, các chuyên gia hàng đầu khác của Delphi cho rằng phương pháp này có nguồn gốc từ Tập đoàn Rand và có ứng dụng đầu tiên trong các vấn đề quốc phòng và quân sự (Dalkey & Helmer, 1963) Việc sử dụng Delphi đầu tiên của Tập đoàn Rand, “Dự án Delphi” là một nỗ lực nhằm dự báo xác suất của một sự kiện cụ thể Lực lượng Không quân quan tâm đến điều mà các chuyên gia Hoa Kỳ tin rằng Liên Xô nghĩ là mục tiêu công nghiệp tối ưu của Hoa Kỳ và cần bao nhiêu quả bom A để giảm sản lượng đạn dược (Linstone & Turoff, 1975) Nếu họ cố gắng nghiên cứu vấn đề này bằng các phương pháp nghiên cứu hiện có, thì họ sẽ phải sử dụng các chương trình máy tính cực kỳ khó vào những năm 1950 và phần lớn dữ liệu sẽ được ước tính một cách chủ quan Thay vào đó, họ quyết định tập hợp sự đồng thuận về quan điểm như một phương tiện để xác định “sự thật” Mặc dù thực tiễn phòng thủ là chủ đề đầu tiên của kỹ thuật Delphi nhưng nó không nhận được nhiều sự chú ý cho đến khi Gordon và Helmer (1964) sử dụng nó để dự báo các xu hướng dài hạn trong khoa học và công nghệ cũng như tác động của chúng đối với xã hội Nghiên cứu này cùng với một chuyên khảo của Helmer và Rescher (1960) có tựa đề Về nhận thức luận của các khoa học không chính xác, cả hai đều được thực hiện thông qua Tập đoàn Rand và được sử dụng làm chất xúc tác cho nhiều nhà nghiên cứu khác sử dụng kỹ thuật Delphi (Linstone & Turoff, 1975) Phương pháp này phổ biến rộng rãi trong những năm 1960 và 1970 và tiếp tục được ứng dụng trong các lĩnh vực giải quyết các vấn đề phức tạp khác mà xã hội phải đối mặt, như môi trường, y tế, giáo dục và giao thông Kỹ thuật Delphi cũng thường được sử dụng trong tâm lý học, xã hội học và khoa học chính trị

Theo Dalkey (1972), phương pháp Delphi dựa trên giả định triết học rằng n cái đầu tốt hơn một

Phương pháp Delphi là sự giao tiếp của các cá nhân theo cách cho phép một nhóm cá nhân giải quyết các vấn đề phức tạp (Linstone & Turoff, 1975)

Phương pháp Delphi là phương pháp thu thập thông tin một cách có cấu trúc dựa trên các ý kiến, quan điểm của các chuyên gia trong lĩnh vực đó, phương pháp này cũng đang được sử dụng rộng rãi như là phương pháp hiệu quả để có được ý kiến đồng thuận từ các chuyên gia về giải quyết một vấn đề nào đó hoặc xây dựng mô hình (Linstone và Turloff, 1975; Lipschitz và McDonald, 1991; Hsu và Sandford, 2007) Do đó, kết quả sẽ là định tính và định lượng, về bản chất thì nó mang tính khám phá, dự đoán, thậm chí là các yếu tố chuẩn tắc (Miller,

2006) Các nghiên cứu về phương pháp Delphi đã chỉ rõ rằng vấn đề chính là vận dụng thực tiễn của phương pháp Delphi chứ không phải về mặt phương pháp luận Tuy nhiên, có sự đồng quan điểm cao ở việc phương pháp Delphi là phương pháp thu thập thông tin từ các chuyên gia và các chuyên gia này sẽ không hề biết đến nhau và việc khảo sát có thể thực hiện nhiều vòng nếu chưa đạt được kết quả mong đợi hay có thêm thông tin cần thu thập thêm, tức là vòng sau sẽ khai thác sâu hơn những thông tin đã thu thập từ vòng trước đó Vì vậy, Delphi được xem là quá trình giao tiếp nhóm chặt chẽ (Woudenberg, 1991; Skulmoski và cs., 2007) Các bước thực hiện (Min,2015; Nguyen et al.,2022):

- Lược khảo tài liệu và phỏng vấn chuyên sâu

- Liệt kê tất cả ý tưởng vào bảng câu hỏi (Sử dụng thang đo likert 5 mức độ)

- Tính giá trị trung bình và Content validity Ratio (CVR)

Các biến có giá trị trung bình lớn hơn 4 thì sẽ chọn làm biến ảnh hưởng đến quá trình rèn; các biến có giá trị trung bình bé hơn 3.5 sẽ bị loại; các biến có giá trị trung bình từ 3.5 đến 3.99 sẽ đưa qua vòng khảo sát tiếp theo

𝑁/2 (Delbari et al 2016; Nguyen et al.,2022) Trong đó: ne : Số chuyên gia cho là yếu tố đó cần thiết; N: Tổng số chuyên gia (Lawshe,

Kết quả của CVR nằm trong khoảng từ -1 đến +1 Giá trị 0 cho thấy ít nhất một nửa chuyên gia cho rằng yếu tố này là cần thiết, càng gần +1 thì số chuyên gia đồng thuận yếu tố đó cần thiết càng cao

Tuy nhiên, sự đồng thuận đó có thể do sự trùng hợp ngẫu nhiên Nhằm loại bỏ điều đó, cần sử dụng bảng giá trị quan trọng dưới đây Tùy thuộc vào số lượng chuyên gia tham gia vào quá trình đánh giá, CVR của một câu hỏi nhất định không được thấp hơn giá trị tối thiểu

Bảng 2.1 Bảng giá trị quan trọng

Số lượng mẫu Giá trị tối thiểu

Cũng theo Lawshe (1975), có 3 sự lựa chọn cho mỗi mục, bao gồm cần thiết, có ích nhưng không cần thiết và không cần thiết Vì sử dụng thang đo likert 5 mức độ nên cần liên kết hai thang đo này với nhau Kết quả tương ứng như sau:

Mức độ 3 - Có ích nhưng không cần thiết

Mức độ 1,2- Không cần thiết

- Liệt kê các biến được giữ lại vào bảng câu hỏi thứ 2

Gửi bảng câu hỏi cho các chuyên gia Tính giá trị trung bình và CVR cho mỗi biến và lặp lại đến khi các biến đạt được giá trị trung bình và CVR đạt

Biểu đồ Pareto được nhà kinh tế người Ý đưa ra đầu tiên, sau đó đã được Joseph Juran – một nhà chất lượng người Mỹ - áp dụng vào những năm 1950 Nguyên tắc Pareto (Gitlow et al.,

2005) dựa trên quy tắc “80/20”, có nghĩa là 80% ảnh hưởng của vấn đề do 20% các nguyên nhân chủ yếu gây ra Đây là công cụ dùng để sắp xếp những vấn đề cần quan tâm theo mức độ quan trọng, một khi xác định được vấn đề quan trọng cần giải quyết, thì chúng ta có thể tập trung nguồn lực để giải quyết chúng, như vậy sẽ tiết kiệm được nguồn lực.

Cơ sở lý thuyết về Thiết kế thử nghiệm (DOE)

2.2.1 Khái niệm Thiết kế thử nghiệm

Các thử nghiệm trong sản xuất nhằm mục đích nâng cao kiến thức và hiểu biết về quy trình, cải thiện chất lượng sản phẩm/quy trình Các thử nghiệm bao gồm khám phá dữ liệu, ước tính tác động của biến và xác nhận kết quả dự đoán, giúp hiểu được hoạt động, mức độ biến đổi và tác động của quy trình.

Một trong những phương pháp phổ biến được nhiều kỹ sư ngày nay sử dụng trong các công ty sản xuất là Một biến tại một thời điểm (OVAT), trong đó họ thay đổi từng biến một và giữ

Trang 17 cố định tất cả các biến khác trong thử nghiệm Cách tiếp cận này phụ thuộc vào sự phỏng đoán, may mắn, kinh nghiệm và trực giác để thành công Hơn nữa, loại thử nghiệm này đòi hỏi một lượng lớn tài nguyên để thu được một lượng thông tin hạn chế về quy trình Các thử nghiệm OVAT thường không đáng tin cậy, không hiệu quả, tốn thời gian và có thể tạo ra các điều kiện tối ưu sai cho quy trình

Thiết kế thử nghiệm (DOE) tập hợp các kỹ thuật thống kê đã được sử dụng từ lâu để xác định các biến đầu vào quan trọng chịu trách nhiệm cho những biến đổi ở đầu ra (Fisher 1960) Các công trình của Lye (2005), Montgomery (2005), Wu và Hamada (2000), Box (1999), Condra (1995) và Taguchi (1987) đã giúp thiết lập DOE như một phương tiện khoa học để cải thiện hiệu suất sản phẩm và quy trình Đầu tiên trong hai cách tiếp cận nổi tiếng về thiết kế thử nghiệm là DOE cổ điển, được phát triển ở Mỹ và Anh vào những năm 1920 Người được ghi nhận thực hiện đầu tiên là Sir Ronald Fisher công tác tại Trạm nghiên cứu thực địa nông nghiệp Rothamsted ở London, Anh Các thử nghiệm ban đầu của ông liên quan đến việc xác định tác dụng của các loại phân bón khác nhau trên các mảnh đất khác nhau Điều kiện của vụ mùa không chỉ phụ thuộc vào phân bón mà còn phụ thuộc vào một số yếu tố khác (chẳng hạn như điều kiện của đất, độ ẩm của đất, nhiệt độ,…) của từng mảnh đất tương ứng Fisher đã sử dụng DOE để có thể phân biệt tác dụng của phân bón với tác động của các yếu tố khác Kể từ đó, DOE đã được chấp nhận và ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực sinh học và nông nghiệp Một số ứng dụng thành công của DOE đã được nhiều nhà sản xuất Hoa Kỳ và Châu Âu báo cáo trong khoảng 15 năm qua Cách tiếp cận khác được Tiến sĩ Genichi Taguchi ở Nhật Bản phát triển vào những năm 1950 bằng cách sử dụng thử nghiệm Mảng trực giao giúp giảm phương sai cho thử nghiệm với cài đặt tối ưu của các tham số điều khiển Mặc dù DOE là một công cụ thống kê và chất lượng được các chuyên gia trong các lĩnh vực này biết đến, nhưng việc phổ biến thực tế ứng dụng mạnh mẽ của nó còn hạn chế trong ngành Khảo sát về việc sử dụng DOE trong công nghiệp cho thấy sự thiếu kiến thức thống kê và sự phức tạp trong việc tạo ra các điều kiện thử nghiệm trong môi trường công nghiệp là những lý do chính dẫn đến việc áp dụng DOE bị hạn chế (Tay và Butler 1999; Gremyr, Arvidsson, và Johansson 2003; Bergquist và Albing 2006; De Mast 2008; Tanco, Viles và Pozueta 2008) Tuy nhiên, chúng ta không thể nào phủ nhận được những lợi ích khi áp dụng phương pháp này Vì thế, các nhà lãnh đạo, người thực hiện dự án cần phải bổ sung trau dồi những kiến thức về DOE

2.2.2 Các bước thực hiện DOE

Theo Jiju (2014), để đạt được kết quả thì cần phải tiến hành 5 bước sau:

- Giả thuyết – một giả định thúc đẩy cuộc thử nghiệm Tại bước này chúng ta phải xác định mục tiêu mà chúng ta muốn giải quyết thông qua thử nghiệm

- Thử nghiệm – một loạt các thử nghiệm được thực hiện để điều tra giả thuyết

- Phân tích - hiểu bản chất của dữ liệu và thực hiện phân tích thống kê dữ liệu được thu thập từ thử nghiệm

- Diễn giải - hiểu kết quả phân tích thực nghiệm

- Kết luận – nêu giả thuyết ban đầu là đúng hay sai Thông thường, nhiều thử nghiệm hơn sẽ được thực hiện để kiểm tra giả thuyết và đôi khi chúng ta thiết lập một giả thuyết mới đòi hỏi nhiều thử nghiệm hơn

Chẳng hạn khi xem xét một quá trình hàn trong đó mối quan tâm hàng đầu của các kỹ sư là độ bền của mối hàn và sự thay đổi các giá trị độ bền mối hàn Thông qua thử nghiệm khoa học, chúng ta có thể xác định yếu tố nào ảnh hưởng nhiều nhất đến độ bền mối hàn và sự thay đổi độ bền mối hàn Qua đó, người ta cũng có thể dự đoán độ bền mối hàn trong các điều kiện khác nhau của các thông số hoặc yếu tố chính của máy hàn (ví dụ: tốc độ hàn, điện áp, thời gian hàn, vị trí mối hàn)

Ví dụ: Tối ưu hóa chất lượng hàn phóng xạ của gang

Mục tiêu của thử nghiệm

Mục tiêu của thử nghiệm là xác định các thông số hàn quan trọng và xác định các cài đặt thông số tối ưu để cho chiều dài vết nứt tối thiểu

Lựa chọn giá trị phản hồi Điều quan tâm của thử nghiệm là chiều dài vết nứt được đo bằng centimét

Danh sách các yếu tố và tương tác giữa chúng

Có năm yếu tố ảnh hưởng và hai trật tự tương tác đã được xác định từ một buổi trao đổi kỹ lưỡng từ trước Danh sách yếu tố ảnh hưởng chính và tương tác được hiển thị bên dưới

- Yếu tố ảnh hưởng chính:

- Hiệu ứng tương tác: A × B và B × C

Cấp độ tham số và phạm vi của chúng

Mỗi thông số được nghiên cứu ở 2 cấp độ Dải thông số hàn được thể hiện như bảng dưới:

Bảng 2.2 Danh sách các yếu tố và phạm vi của chúng trong thử nghiệm

Yếu tố Cận dưới Cận trên

Lựa chọn thiết kế và số lượng thử nghiệm thử nghiệm

Vì số lượng yếu tố nhiều hơn 4 nên người ta quyết định chọn thiết kế giai thừa phân đoạn thay vì thiết kế giai thừa đầy đủ Số bậc tự do để nghiên cứu cả yếu tố ảnh hưởng chính và tương tác là bảy Số thử nghiệm thực nghiệm gần nhất có thể được sử dụng cho nghiên cứu này là tám Điều này có nghĩa đây là thiết kế giai thừa phân số 2 (5−2) trong đó các yếu tố ảnh hưởng chính bị nhầm lẫn với các tương tác hai yếu tố

Xây dựng thử nghiệm và yếu tố gây nhiễu của thử nghiệm

Xây dựng thiết kế thử nghiệm từ các yếu tố tìm được, xác định các yếu tố có thể gây nhiễu trong quá trình thực hiện

Ma trận thử nghiệm chưa được mã hóa với các giá trị phản hồi

Ma trận thử nghiệm chưa được mã hóa hiển thị tất cả các cài đặt hệ số thực, cùng với các giá trị phản hồi tương ứng Mỗi điều kiện thử nghiệm sẽ được lặp lại hai lần Chiến lược ngẫu nhiên hóa được sử dụng để giảm thiểu tác động của các biến tiềm ẩn và những ảnh hưởng không mong muốn từ bên ngoài đến thử nghiệm Theo bảng dưới đây thì yếu tố C (cấu tạo điện cực) được gán cho cột 1 vì việc thay đổi mức độ của hệ số này thường xuyên là không thực tế

Bảng 2.3 Ma trận thử nghiệm chưa được mã hóa với các giá trị phản hồi

Thứ tự C B A D EC Chiều dài vết nứt (cm)

Lưu ý: ( ) thể hiện thứ tự thực hiện các lần chạy thử nghiệm

Phân tích và giải thích kết quả

Sủ dụng các biểu đồ phân phối phần dư, pareto, đồ thị thể hiện sự tương tác của các yếu tố để đưa ra thông số cài đặt tối ưu để giảm chiều dài vết nứt

Hình 2.1 Biểu đồ phân phối phần dư

Hình 2.3 Biểu đồ tương tác giữa B và C

Xác nhận lại thử nghiệm

Tiến hành ba thử nghiệm dựa trên cài đặt tối ưu đã tìm được ở bước trên và quan sát thấy chiều dài vết nứt là 0,31, 0,46 và 0,32mm Kết quả của nghiên cứu đã chứng minh sự cải tiến đáng kể trong quy trình và đã giảm đáng kể phế liệu và việc làm lại

2.2.3 Những lợi ích khi áp dụng DOE trong quy trình sản xuất

Theo Montgomery và cộng sự (1998), DOE là phương pháp được rất nhiều doanh nghiệp áp dụng bởi vì những lợi ích mà chúng mang lại bao gồm:

• Cải thiện hiệu suất và tính ổn định của quy trình

• Cải thiện lợi nhuận và lợi tức đầu tư

• Cải thiện khả năng xử lý

• Giảm sự biến đổi của quy trình và do đó tính nhất quán của hiệu suất sản phẩm tốt hơn

• Giảm chi phí sản xuất

• Giảm thời gian thiết kế và phát triển quy trình

• Nâng cao tinh thần của các kỹ sư nhờ thành công trong việc giải quyết các vấn đề lâu dài

• Nâng cao hiểu biết về mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra của quá trình chính

• Tăng lợi nhuận kinh doanh bằng cách giảm tỷ lệ phế phẩm, tỷ lệ lỗi, làm lại, kiểm tra lại

2.2.4 Các kỹ năng cần phải có để áp dụng thành công thiết kế thử nghiệm Để áp dụng thành công một thử nghiệm, thường yêu cầu các kỹ năng sau:

• Kỹ năng lập kế hoạch: Hiểu được tầm quan trọng của việc thử nghiệm đối với một vấn đề cụ thể, thời gian và ngân sách thử nghiệm cần thiết cho thử nghiệm, có bao nhiêu người tham gia vào thử nghiệm, xác định rõ ai làm việc gì

PHÂN TÍCH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT RATCHET TẠI XƯỞNG SẢN XUẤT CÔNG TY TNHH PROFOR

Mô tả quy trình sản xuất Ratchet

Hình 3.1 Vị trí dây chuyền sản xuất ratchet trong xưởng sản xuất

Hình 3.3 Quy trình rèn Ratchet

Mô tả quy trình rèn Ratchet:

Sau khi nhập về, thép sẽ được cắt thành từng đoạn dài 30,8cm, được gọi là phôi Công nhân sẽ nhận phôi từ xưởng nguyên vật liệu và đưa vào máy đẩy phôi tự động Quá trình này giúp chuẩn bị phôi thép để đưa vào gia công trong các công đoạn tiếp theo.

Hình 3.2 Hình ảnh sản phẩm Ratchet

Hình 3.4 Hình ảnh nguyên liệu (Thép Cr-V)

Hình 3.5 Phôi sau khi cắt

Hình 3.6 Máy đẩy phôi tự động

Công đoạn nung phôi: Máy đẩy phôi tự động sẽ đẩy phôi vào lò nung Phôi được nung ở nhiệt độ 1131,92 0 C

Công đoạn dập chùn: Phôi sau khi được nung xong sẽ trượt theo máng đến vị trí được quy định Công nhân sẽ gắp phôi bỏ lên khuôn của máy dập Phôi lúc này sẽ được dập chùn một đầu, giúp chiều dài ngắn lại Nếu phôi sau khi nung để ngoài không khí trong thời gian lâu (quá 20s) mà chưa thực hiện công đoạn dập chùn, thì phải bỏ ra ngoài để xử lý (để nguội và nung lại), vì phôi để ngoài không khí lâu sẽ không còn đạt được nhiệt độ quy định và bị một lớp cacbon bám trên bề mặt phôi

Trang 32 Hình 3.8 Hình ảnh trước và sau khi dập chùn

Công đoạn dập thô và dập tinh: Sau khi dập chùn xong, phôi sẽ được đi qua máy thổi khí giúp loại bỏ lớp cacbon bám trên bề mặt phôi Tại công đoạn này, phôi được dập 2 lần Lần dập đầu tiên, phôi được tạo hình dạng chung của ratchet Lần dập thứ hai, phôi được dập thành hình dạng hoàn chỉnh

Hình 3.9 Công đoạn dập thô, dập tinh và đục lỗ

Công đoạn cắt bavia: Phôi sau khi dập thô, dập tinh và đục lỗ sẽ được đi qua máy thổi khí giúp loại bỏ lớp cacbon bám trên bề mặt phôi Sau đó, công nhân sẽ cầm phôi bỏ vào khuôn cắt bavia Phần bavia được cắt ra sẽ được bỏ vào thùng riêng để xử lí sau, thành phẩm sẽ được di chuyển vào thùng chứa để chờ kiểm tra Cuối cùng, thành phẩm sẽ được mang đi mài để có bề mặt trơn tru, loại bỏ các cạnh sắc và phần bavia còn sót lại (Nếu có)

Hình 3.10 Công đoạn cắt bavia

Hình 3.11 Thành phẩm của quá trình rèn

Thực trạng quá trình rèn tại Công ty TNHH Profor

Với tình hình kinh tế - xã hội như hiện nay thì mọi công ty đều cần có những cải tiến, nhằm tăng cơ hội cạnh tranh với các công ty, doanh nghiệp khác Công ty TNHH Profor cũng đã áp dụng các phương pháp cải tiến trong công ty như: 5S, Lean, ERP, Kaizen… Tuy nhiên, những phương pháp này vẫn chưa đủ để cạnh tranh với nhiều công ty, doanh nghiệp lớn ở trong và ngoài nước Vì vậy, công ty cần tìm ra những lãng phí trong mọi hoạt động và cải tiến, nâng cao chất lượng, đặc biệt là ở quy trình rèn – quy trình sản xuất với nhiều đơn đặt hàng nhất trong các lĩnh vực sản xuất của công ty

Quá trình rèn tại xưởng sản xuất của công ty TNHH Profor, hiện đang áp dụng phương pháp Một biến tại một thời điểm (OVAT) - Một phương pháp tiếp cận trong thống kê và nghiên cứu khoa học để điều tra tác động của một biến độc lập lên một biến phụ thuộc, một lúc chỉ thay đổi một biến và giữ các biến còn lại không đổi Mặc dù, phương pháp này đơn giản và dễ thực hiện, tuy nhiên vẫn có một số nhược điểm sau:

Bỏ qua tương tác giữa các biến làm hạn chế khả năng biểu thị đầy đủ ảnh hưởng thực sự của biến độc lập đối với biến phụ thuộc, vì OVAT chỉ xem xét tác động của một biến độc lập riêng lẻ mà không tính đến tương tác giữa các biến khác.

Không cung cấp thông tin thống kê đáng tin cậy: OVAT thường không cung cấp đủ dữ liệu thống kê để xác định rõ ràng liệu sự thay đổi trong biến độc lập có ảnh hưởng đáng kể đến biến phụ thuộc hay không Khi không có đủ số lượng thử nghiệm hoặc không có phân tích thống kê phù hợp, việc rút ra kết luận có thể không đảm bảo hoặc sai lệch Bên cạnh đó, việc giữ nguyên các biến còn lại không bị thay đổi trong quá trình thực hiện thử nghiệm là không thể đảm bảo hoàn toàn

Tốn nhiều thời gian và tài nguyên: OVAT yêu cầu thực hiện nhiều thử nghiệm riêng lẻ để thay đổi các biến độc lập Với số lượng thử nghiệm lớn, điều này gây tốn nhiều thời gian và tài nguyên để có thể đưa ra phương pháp thực hiện tối ưu Đối với các sản phẩm với chi tiết càng phức tạp, thì càng cần thực hiện nhiều thử nghiệm, cần nhiều thời gian và tài nguyên Tuy nhiên với tình hình kinh tế như hiện nay, sự cạnh tranh đối với thị trường rèn vô cùng khắc nghiệt thì mỗi một công ty đều cần tối ưu hóa mọi hoạt động để có thể gia tăng cơ hội cạnh tranh, đặc biệt là công ty TNHH Profor, với mục tiêu không chỉ đáp ứng đơn hàng trong nước mà còn ở quốc tế thì càng phải có những giải pháp hiệu quả hơn

Tóm lại, mặc dù phương pháp OVAT có thể đơn giản và dễ thực hiện, nhưng có nhược điểm quan trọng về việc không xem xét tương tác giữa các biến và không cung cấp thông tin thống kê mạnh mẽ Đối với Công ty TNHH Profor việc sử dụng phương pháp thiết kế thử nghiệm đa biến là lựa chọn tốt hơn để đảm bảo tính toàn diện và đáng tin cậy của kết quả nghiên cứu Phương pháp này có thể giúp giảm thiểu thời gian thực hiện thông qua việc giảm số lần thử nghiệm và tối đa hóa chi phí (Chi phí nhân công và chi phí nguyên vật liệu) Việc ứng dụng phương pháp Thiết kế thử nghiệm đối với quá trình rèn tại Công ty TNHH Profor sẽ được tác giả phân tích ở phần sau

ĐỀ XUẤT TRIỂN KHAI DOE CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Lên kế hoạch triển khai dự án

Phương pháp tổ chức sản xuất: Sản xuất theo dây chuyền

Phạm vi: Dây chuyền sản xuất Ratchet

Kết quả mong đợi sau khi triển khai: Tối ưu hóa quá trình rèn; giảm thiểu lãng phí và thời gian; nâng cao chất lượng sản phẩm; nâng cao hiểu biết về quá trình

Hình 4.1 Hình WBS của dự án DOE

DỰ ÁN ỨNG DỤNG DOE ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG

QUÁ TRÌNH RÈN TẠI PROFOR

Giai đoạn xác định Đánh giá thực trạng

Xác định phạm vi dự án

Lập kế hoạch nhân sự

Lập kế hoạch tiến độ

Lập kế hoạch chi phí

Xác định mục tiêu nghiên cứu

Xác định các yếu tố và mức độ ảnh hưởng Xây dựng kế hoạch thử nghiệm Thực hiện thử nghiệm và thu thập dữ liệu

Phân tích dữ liệu Xác định điều kiện tối ưu Xác nhận và kiểm tra lại

Tổng kết và báo cáo

Lập báo cáo đánh giá kết quảKhen thưởng

Bảng chi tiết các công việc dự án

Bảng 4.1 Bảng chi tiết các công việc dự án DOE

STT Công việc Ngày bắt đầu

Người chịu trách nhiệm chính

1 Giai đoạn xác định 03/07/2023 05/07/2023 Đánh giá thực trạng 03/07/2023 03/07/2023

Hùng Đoàn, Linh Lê, Tùng Nguyễn, Quy Trần

Mr Thomas, Giang Trương, Long Trần

Xác định phạm vi dự án 03/07/2023 03/07/2023

Lập kế hoạch nhân sự 04/07/2023 05/07/2023

Lập kế hoạch tiến độ 04/07/2023 05/07/2023

Lập kế hoạch chi phí 04/07/2023 05/07/2023

Xác định mục tiêu nghiên cứu 06/07/2023 06/07/2023 Long Trần Quy Trần Xác định các yếu tố và mức độ ảnh hưởng 06/07/2023 07/07/2023 Ngọc Huỳnh,

Xây dựng kế hoạch thử nghiệm 08/07/2023 08/07/2023 Long Trần

Thực hiện thử nghiệm và thu thập dữ liệu 10/07/2023 10/07/2023

Kỹ sư và công nhân tại xưởng

Tú, Giang Trương, Hải Lâm, Tùng Nguyễn, Quy Trần Phân tích dữ liệu 11/07/2023 11/07/2023

Hải Lâm, Hùng Đoàn, Tùng Nguyễn

Giang Trương, Ngọc Huỳnh, Quy Trần

Xác định điều kiện tối ưu 11/07/2023 11/07/2023

Xác nhận và kiểm tra lại 12/07/2023 12/07/2023

3 Tổng kết và báo cáo 13/07/2023 15/07/2023

Lập báo cáo đánh giá kết quả 13/07/2023 14/07/2023 Quy Trần Hùng Đoàn

Tổng thời gian thực hiện dự án: 12 ngày

Biểu đồ Gantt chart của dự án DOE

Hình 4.2 Biểu đồ Gantt chart của dự án DOE

Dự án dự kiến sẽ hoàn thành trong 12 ngày và có 3 giai đoạn chính: Giai đoạn xác định, giai đoạn triển khai, tổng kết và báo cáo

• Kế hoạch nhân sự Để thực hiện dự án, công ty thành lập nhóm dự án với 10 thành viên

Bảng 4.2 Thành viên nhóm dự án

STT Họ và tên Nhiệm vụ Bộ phận

1 Chu Anh Tú Người cố vấn Tổng giám đốc

2 Mr Thomas Người hỗ trợ Giám đốc kinh doanh

3 Trương Văn Giang Trưởng nhóm Trưởng phòng chất lượng

4 Trần Văn Long Phó nhóm Trưởng phòng sản xuất

5 Lâm Quang Hải Thành viên Sản xuất

6 Nguyễn Thanh Tùng Thành viên Sản xuất

7 Đoàn Ngọc Hùng Thành viên Chất lượng

8 Huỳnh Kim Ngọc Thành viên Chất lượng

9 Lê Huỳnh Khánh Linh Thành viên Nguyên vật liệu

10 Trần Thị Kim Quy Thành viên Thực tập sinh

Bảng 4.3 Bảng phân công nhiệm vụ

STT Công việc Người chịu trách nhiệm chính Người hỗ trợ

Giai đoạn xác định Đánh giá thực trạng

Hùng Đoàn, Linh Lê, Tùng Nguyễn, Quy

Mr Thomas, Giang Trương, Long Trần

Xác định phạm vi dự án

Lập kế hoạch nhân sự

Lập kế hoạch tiến độ

Lập kế hoạch chi phí

Xác định mục tiêu nghiên cứu Long Trần Quy Trần Xác định các yếu tố và mức độ ảnh hưởng

Xây dựng kế hoạch thử nghiệm Long Trần Chu Anh Tú,

Thực hiện thử nghiệm và thu thập dữ liệu

Kỹ sư và công nhân tại xưởng

Chu Anh Tú, Giang Trương, Hải Lâm, Tùng Nguyễn, Quy Trần

Phân tích dữ liệu Hải Lâm,

Giang Trương, Ngọc Huỳnh, Quy Trần

Xác định điều kiện tối ưu

Xác nhận và kiểm tra lại

Tổng kết và báo cáo

Lập báo cáo đánh giá kết quả Quy Trần Hùng Đoàn

Bảng 4.4 Bảng dự trù kinh phí Đơn vị: VND

STT Mục Số lượng Đơn vị Thành tiền

1 Thép Chrome Vanadium (Đường kính 2cm, chiều dài 4m)

2 Chi phí nhân lực (12 ngày) 11 Người 39.800.000

3 Chi phí năng lượng (Điện, nước) 2 Ngày 3.000.000

4 Chi phí giấy tờ in ấn 1 Lốc 64.000

Triển khai dự án

4.2.1 Xác định mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu sau khi triển khai:

Tối ưu hóa quá trình rèn: Nâng cao hiệu suất lên 20%

Giảm thiểu lãng phí và thời gian: Giảm thiểu lãng phí nguyên liệu xuống 30% và thời gian 20%

Nâng cao chất lượng sản phẩm lên 5%

Yêu cầu của nguyên vật liệu (Thép):

Thép Cr-V (thép Chrome Vanadium hay thép AISI 6150) là một nhóm hợp kim thép cấu thành từ các nguyên tố: cacbon, mangan, silicon, crom và vanadium

Hình 4.3 Hình thành phần hóa học thép Cr-V

Thép Cr-V có đặc tính cứng cáp, dẻo không giòn, khó gãy ở nhiệt độ thấp

Thép dùng để sản xuất ratchet có yêu cầu về thông số kỹ thuật cụ thể như sau:

- Độ cứng: Độ cứng Rockwell C (HRC) nằm trong khoảng 50 - 60 HRC

- Độ bền kéo và độ bền uốn cong: Độ bền kéo có thể từ 1300 MPa đến 1700 MPa và độ bền uốn cong từ 1400 MPa đến 1800 MPa

- Khả năng chống mài mòn: Có khả năng chống mài mòn tốt để tăng tuổi thọ của dụng cụ ratchet

- Khả năng xử lý nhiệt: Có khả năng xử lý nhiệt để điều chỉnh độ cứng và các đặc tính cơ học khác Nhiệt độ rèn dập thường nằm trong khoảng từ 850 0 C đến 1175 0 C

- Độ dẻo: Độ dẻo phải đảm bảo tính linh hoạt của dụng cụ mà không gãy hoặc vỡ dưới tác động mạnh

Yêu cầu thông số kỹ thuật của phôi: Độ dài 30,8cm (± 0,5mm) Đường kính 2cm (± 0,1mm)

Yêu cầu của thành phẩm:

Kích thước và hình dạng: Đúng kích thước được yêu cầu trong bản vẽ kỹ thuật

Hình 4.4 Yêu cầu về thông số kỹ thuật

Hình 4.5 Yêu cầu về thông số kỹ thuật

Tính chất bề mặt: Bề mặt của sản phẩm cần mịn màng và không có vết nứt, góp phần đảm bảo hiệu suất ổn định và tuổi thọ cao

4.2.2 Xác định các yếu tố và mức độ ảnh hưởng Để xác định chính xác và đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rèn, tác giả sẽ phỏng vấn 10 chuyên gia (Kỹ sư) có nhiều năm kinh nghiệm về quá trình rèn tại công ty TNHH Profor, để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rèn cũng như mức độ ảnh hưởng của chúng đến quá trình rèn

Bảng câu hỏi khảo sát

BẢNG CÂU HỎI PHỎNG VẤN

Chúng tôi là nhóm nghiên cứu dự án “Ứng dụng Thiết kế thử nghiệm vào quá trình rèn tại Công ty TNHH Profor” Rất mong nhận được sự hợp tác, hỗ trợ từ quý Ông/Bà

Thông tin mà quý Ông/Bà cung cấp có ý nghĩa rất lớn đến sự thành công của dự án

Thông tin được cập nhật từ phía quý Ông/Bà nhằm hướng đến cho mục tiêu nghiên cứu, mọi ý kiến, quan điểm đều được ghi nhận, tổng hợp đánh giá và được đảm bảo các nguyên tắc về bảo mật thông tin

Người phỏng vấn:……… Thời gian:……… Người được phỏng vấn:……… Số năm kinh nghiệm:……… Chức vụ:……….Đơn vị công tác……… Điện thoại:……… E-mail

(Có kèm theo bản vẽ kỹ thuật)

Câu 1: Ông/Bà đánh giá như thế nào về mức độ phức tạp của sản phẩm Ratchet trong quá trình rèn?

Câu 1: Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình rèn Ratchet

(Vui lòng tích chọn mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình rèn)

Mức độ 1: Hoàn toàn không ảnh hưởng

Mức độ 2: Mức độ ảnh hưởng thấp

Mức độ 3: Mức độ ảnh hưởng bình thường

Mức độ 4: Mức độ ảnh hưởng cao

Mức độ 5: Mức độ ảnh hưởng rất cao

Xin chân thành cảm ơn quý Ông/Bà!

Phiếu phỏng vấn được phát cho 10 chuyên gia và nhận được 10 phản hồi hợp lệ Trong số 10 chuyên gia được phỏng vấn, có 7 người thuộc phòng sản xuất và 3 người thuộc phòng chất lượng.

Bảng 4.5 Bảng kết quả khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình rèn Ratchet

Câu hỏi Câu trả lời Kết quả

Câu 1: Ông/Bà đánh giá như thế nào về mức độ phức tạp của sản phẩm

Ratchet trong quá trình rèn?

Câu 2: Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình rèn Ratchet

1 Hoàn toàn không ảnh hưởng 0

2 Mức độ ảnh hưởng thấp 0

3 Mức độ ảnh hưởng bình thường 0

4 Mức độ ảnh hưởng cao 0

5 Mức độ ảnh hưởng rất cao 10

Trang 49 Áp dụng công thức:

𝑁/2 ; Trong đó: ne : Số chuyên gia cho là yếu tố đó cần thiết; N: Tổng số chuyên gia

Giá trị trung bình của Thời gian nung phôi = 4+5+5+5+5+5+5+4+4+5

Bảng 4.6 Bảng kết quả phân tích biến tác động đến quá trình rèn ratchet

Mức độ phức tạp của sản phẩm Ratchet trong quá trình rèn

Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình rèn ratchet

Sau quá trình khảo sát, tác giả thu được kết quả:

Quá trình rèn ratchet có mức độ khó bình thường

Nhiệt độ nung phôi, lực dập là ảnh hưởng mạnh nhất với hệ số trung bình là 5 và CVR bằng 1; thời gian nung phôi với hệ số trung bình là 4,6 và CVR bằng 1; tốc độ rèn với hệ số trung bình là 3,6 và CVR bằng 0,2; hình dạng phôi với hệ số trung bình là 2,9 và CVR bằng -0,6 Các biến nhiệt độ nung phôi, thời gian nung phôi, lực dập có CVR bằng 1 (>0,62) nên được giữ lại

Biến hình dạng phôi có hệ số trung bình là 2,9 < 3,5 nên bị loại

Biến tốc độ rèn có CVR bằng 0,2 < 0,62 nên bị loại

4.2.3 Xây dựng kế hoạch thử nghiệm

Sau khi khảo sát, tác giả xây dựng kế hoạch thử nghiệm dựa trên các yếu tố sau: Nhiệt độ nung phôi; thời gian nung phôi; lực dập Trong đó, quá trình rèn Ratchet có 3 công đoạn dập, bao gồm: Dập chùn; dập thô và dập tinh; cắt bavia Nên lực dập sẽ chia ra thành lực dập chùn, lực dập thô và dập tinh, lực cắt bavia Cụ thể về mức độ của từng yếu tố được thể hiện trong bảng dưới đây

Bảng 4.7 Bảng yếu tố và mức độ của từng yếu tố

Ký hiệu Yếu tố Thấp Cao

C Lực dập chùn 294,3 kN 588,6 kN

D Lực dập thô và dập tinh 981 kN 1471,5 kN

E Lực cắt bavia 294,3 kN 588,6 kN

Sử dụng phần mềm Minitab (Phiên bản 20) để xây dựng kế hoạch dựa trên yếu tố và mức độ của từng yếu tố một cách ngẫu nhiên Bao gồm 5 biến và 32 lần thử nghiệm, nhằm để thử nghiệm được chuẩn xác nhất thì thứ tự thử nghiệm cũng được sắp xếp một cách ngẫu nhiên như bảng 4.8

Vì không đảm bảo được việc cài đặt thông số giống như bảng kế hoạch thử nghiệm vì nhiều yếu tố tác động như máy móc, nhiệt độ môi trường,… Nên thử nghiệm sẽ được chấp nhận với sai số như sau:

- Lực dập (Lực dập chùn, lực dập thô và dập tinh, lực cắt bavia): ± 5kN

Bảng 4.8 Bảng kế hoạch thử nghiệm

4.2.4 Thực hiện thử nghiệm và thu thập dữ liệu

Công nhân tại xưởng sẽ thiết lập máy theo thứ tự từng thử nghiệm

Sau đó nhân viên QC sẽ thực hiện đo, phân tích và ghi nhận dữ liệu vào phiếu đánh giá thành phẩm

Trang 53 Hình 4.6 Phiếu đánh giá thành phẩm

Bảng 4.9 Bảng kết quả thực hiện thử nghiệm

Trong nghiên cứu này, phần mềm Minitab (Phiên bản 20) được sử dụng để thiết kế và tối ưu kết quả thử nghiệm

Phương trình hồi quy thể hiện mối liên hệ giữa điểm cứng của phôi sau rèn với các yếu tố nhiệt độ nung phôi (A); thời gian nung phôi (B); lực dập chùn (C); lực dập thô và dập tinh (D); lực cắt bavia (E) Cụ thể, điểm cứng sẽ được xác định bởi sự kết hợp của các yếu tố này, bao gồm cả các tương tác tuyến tính và phi tuyến tính giữa chúng.

Bảng 4.10 Bảng hệ số ước tính sau mã hóa

Yếu tố Hệ số Sai số chuẩn của hệ số T-Value P-Value

Từ bảng trên, với mức ý nghĩa 95% thì ta thu được:

Các Yếu tố độc lập: Các yếu tố độc lập A; B; C; D; E đều có P-Value rất thấp, lần lượt là 0,000; 0,000; 0,013; 0,013; 0,000 (Nhỏ hơn 0,05) nên các biến này có tác động đến biến phụ thuộc (Biến Điểm)

Các Yếu tố Độc lập được Mã hóa Bậc Hai: Tất cả các yếu tố độc lập bậc hai A*A; B*B; C*C; D*D; E*E cũng có P-Value rất thấp, đều bằng 0,000 (Nhỏ hơn 0,05) nên các biến này có tác động đến biến phụ thuộc (Biến Điểm)

Tương tác Hai Chiều: Các biến A*E; B*C; C*E; có P-Value rất thấp, lần lượt là 0,004; 0,000; 0,000; 0,004; 0,000; 0,004; 0,004; 0,004 (Nhỏ hơn 0,05) nên các biến này có tác động đến biến phụ thuộc Điểm Các biến A*B; A*C; A*D; B*D; B*E; C*D; D*E có P-Value cao lần lượt là 0,096; 0,096; 1,000; 1,000; 1,000; 1,000; 0,096 (Lớn hơn hoặc bằng 0.05), cho thấy chúng có thể không có tác động ý đến biến phụ thuộc (Biến Điểm)

Bên cạnh đó, kết quả cho thấy hệ số xác định (R 2 ) được xác định là khoảng 99.82%, có nghĩa là mô hình đang giải thích khoảng 99.82% sự biến thiên của biến phụ thuộc

Bảng 4.11 Phân tích ANOVA cho mô hình hồi quy

Giá trị Bậc tự do Tổng các bình phương

Trung bình bình phương F-Value P-Value

Tuyến tính, Bình phương và Tương tác 2 chiều: Tất cả các giá trị P-Value đều rất nhỏ (bằng

0), cho thấy rằng cả ba phần này đều rất quan trọng thống kê trong mô hình của bạn

Yếu tố tuyến tính A, B, C, D, E và bình phương A*A, B*B, C*C, D*D, E*E đều có giá trị P-Value rất thấp, chỉ ra tầm quan trọng của chúng Trong đó, yếu tố tuyến tính A, B, E và bình phương A*A, B*B, C*C, D*D, E*E có giá trị P-Value thấp nhất (bằng 0), cho thấy đây là những yếu tố quan trọng nhất.

Yếu tố AE, BC, CE trong tương tác 2 chiều có giá trị P-Value thấp (dưới 0,05), chỉ ra rằng chúng cũng là yếu tố quan trọng

Theo biểu đồ Pareto, thì tốc độ rèn và nhiệt độ rèn có ảnh hưởng đến phần lớn biến phụ thuộc (Biến điểm)

Hình 4.8 Biểu đồ xác suất bình thường của phần trăm và phần dư

Hình 4.9 Biểu đồ phân tán của phần dư

Hình 4.10 Biểu đồ tần suất

Hình 4.11 Biểu đồ phần dư so với biểu đồ thứ tự

4.2.6 Xác định điều kiện tối ưu

ĐÁNH GIÁ VIỆC TRIỂN KHAI DOE CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT RATCHET TẠI XƯỞNG SẢN XUẤT CÔNG TY TNHH PROFOR

Kết quả thực hiện dự án

Trước khi thực hiện dự án:

Việc xác định ra điều kiện gia công tối ưu không chỉ tốn nhiều công sức, thời gian mà còn cần cả nguyên vật liệu Ngoài ra, quá trình này phụ thuộc rất nhiều vào sản phẩm gia công (kích thước sản phẩm, kích thước chi tiết gia công, đặc điểm phôi) và tay nghề, kinh nghiệm của người công nhân.

Sau khi thực hiện dự án: Để làm rõ hơn về lợi ích của phương pháp DOE thì song song với việc thực hiện dự án thì có một nhóm thực hiện theo phương pháp Một biến tại một thời điểm (Phương pháp truyền thống mà công ty TNHH Profor thực hiện từ trước đến nay)

Kết quả của phương pháp này:

Bảng 5.1 Bảng so sánh trước và sau khi áp dụng phương pháp DOE

Yếu tố Phương pháp OVAT Phương pháp DOE Hiệu quả

Thời gian triển khai 15 ngày 12 ngày 20%

Chi phí triển khai 57.624.000VNĐ

(Không tính chi phí khen thưởng)

Số thử nghiệm 85 thử nghiệm 52 thử nghiệm 38,82% Điểm trung bình của chất lượng (Lấy 20 sản phẩm mỗi bên ra đánh giá Đánh giá dựa trên các tiêu chí ở hình 4.6)

Sau khi ứng dụng phương pháp DOE vào quá trình rèn tại công ty TNHH Profor thì thấy rằng: Thời gian thực hiện rút ngắn 20%; chi phí giảm 22,22%; số lần thử nghiệm giảm 38,82%; Điểm trung bình của chất lượng tăng 6,67%; nhân lực giảm 26,67% Từ đây, có thể thấy rằng phương pháp DOE mang lại cho doanh nghiệp rất nhiều lợi ích.

Thuận lợi và khó khăn

Kinh nghiệm đội ngũ: Công ty có nhiều người có kinh nghiệm trong lĩnh vực rèn Điều này có thể giúp trong việc thiết kế thử nghiệm phù hợp, hiểu rõ hơn về yếu tố quan trọng và phân tích kết quả một cách chính xác, giảm thiểu rủi ro trong quá trình thực hiện

Tinh thần hợp tác: Mọi người trong công ty đều nhiệt tình và sẵn sàng hợp tác Điều này sẽ tạo điều kiện tốt để triển khai phương pháp DOE, từ việc thiết kế thử nghiệm đến thực hiện và phân tích dữ liệu

Khả năng thay đổi: Tinh thần năng động và sẵn sàng thay đổi của công ty có thể giúp áp dụng và điều chỉnh phương pháp DOE một cách linh hoạt, từ việc thử nghiệm đến việc thay đổi quy trình

Sự nhiệt tình và tinh thần hợp tác là chìa khóa để doanh nghiệp thực hiện phương pháp DOE một cách hiệu quả, đảm bảo mọi thành viên đều đóng góp ý kiến và cùng nhau cải tiến liên tục.

Sinh viên chưa có kinh nghiệm thực tế: Vì sinh viên thiếu kinh nghiệm thực tế nên trong quá trình thực hiện còn nhiều sai sót và chưa lường trước được những tình huống bất ngờ xảy ra

Tốn nhiều thời gian và công sức: Áp dụng phương pháp DOE đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về thiết kế thử nghiệm và phân tích thống kê Vì thế, cần rất nhiều thời gian để tìm hiểu và nghiên cứu Bên cạnh đó, công nhân còn chưa quen với phương pháp mới nên việc thao tác chưa được trôi chảy

Kiến nghị sau khi triển khai dự án

Đào tạo và hỗ trợ nhân viên: Cung cấp đào tạo chuyên sâu về DOE cho nhân viên để họ có kiến thức và kỹ năng cần thiết để thực hiện phương pháp này một cách hiệu quả Cung cấp hỗ trợ kỹ thuật và tư vấn trong quá trình triển khai

Kiểm tra và đánh giá liên tục: Thực hiện theo dõi và đánh giá kết quả sau khi triển khai

DOE để đảm bảo rằng chất lượng quá trình rèn thực sự cải thiện Điều này có thể liên quan đến theo dõi chỉ số chất lượng, kiểm tra thống kê và phản hồi từ nhân viên

Phân chia rõ ràng vai trò của mỗi cá nhân liên quan đến quá trình triển khai DOE, từ khâu thiết kế thử nghiệm đến thực hiện và phân tích dữ liệu Việc xác định rõ trách nhiệm giúp đảm bảo mọi nhiệm vụ được thực hiện hiệu quả và không có sự chồng chéo hoặc bỏ sót.

Tiêu đề	Ứng dụng thiết kế thử nghiệm để nâng cao chất lượng quá trình rèn tại công ty TNHH Profor
Tác giả	Trần Thị Kim Quy
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Thị Anh Vân
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Quản lý công nghiệp
Thể loại	Khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	6,22 MB