quản lý công nghiệp

Quản lý công nghiệp EE4513 – Viện Điện TS Lê Minh Hoàng – TTAC Center MICA International Research Institute Multimedia, Information, Communication & Applications UMI 2954 Hanoi University of Science and Technology Dai Co Viet - Hanoi - Vietnam Giới thiệu môn học    Tên môn học: Quản lý công nghiệp (EE4513) Lý thuyết (2 tín chỉ) + Bài tập (1 tín chỉ) Đánh giá :    Tài liệu tham khảo    MICA 2013 Kiểm tra học kỳ (0,3) Thi cuối học kỳ (0,7) Vincent GIRARD, Gestion de la production, Economica, 2003, 3ème édition Patrick ESQUIROL et Pierre LOPEZ, L’ordonnancement, Economica, 1999 Pierre LOPEZ et Francois ROUBELLAT, Ordonnancement de la production, Hermes, 2001 Nội dung môn học  Giới thiệu chung Quản lý công nghiệp      Mô hình, phương pháp lập kế hoạch lập thời gian biểu sản xuất     Quá trình phát triển Quản lý công nghiệp Mô hình Hệ thống sản xuất Tính linh hoạt hoạt động quản lý công nghiệp Cơ cấu tổ chức hoạt động quản lý công nghiệp Mô hình tối ưu hóa Lý thuyết đồ hình Phương pháp giải toán tối ưu hóa công nghiệp Quản lý sản xuất   Quản lý lưu trữ Lập kế hoạch đặt hàng MICA 2013 Phần 1: Giới thiệu chung Quản lý công nghiệp MICA International Research Institute Multimedia, Information, Communication & Applications UMI 2954 Hanoi University of Science and Technology Dai Co Viet - Hanoi - Vietnam Chương 1: Giới thiệu chung   Lịch sử phát triển hệ thống quản lý công nghiệp Các khái niệm  Góc độ kỹ thuật      Góc độ hệ thống: hoạt động quản lý Ba vấn đề cần giải quyết:      Hệ thống vật lý Hệ thống định cấp Hệ thống thông tin Tính linh hoạt toán quản lý công nghiệp Quản lý công nghiệp     Hệ thống sản xuất Quản lý sản xuất Quản lý sản xuất sử dụng máy tính Định nghĩa Phương pháp đa cấp Cấu trúc ma trận Phân loại hệ thống sản xuất   Phân loại theo tổ chức nguồn lực Phân loại theo điều khiển sản xuất MICA 2013 Hệ thống công nghiệp (1) Sản xuất Đặt hàng nguyên liệu đầu vào Chất lượng Tính toán chi phí Đơn đặt hàng Đầu vào MICA 2013 Quản lý xuất nhập kho Giao hàng Hệ thống công nghiệp (2) MICA 2013 Hệ thống công nghiệp (3) MICA 2013 Hệ thống công nghiệp (4) – Dự án MICA 2013 Hệ thống công nghiệp (5)  Câu hỏi:   MICA 2013 Đây có phải hệ thống công nghiệp không? Nguyên liệu đầu vào? Sản phẩm đầu ra? 10 Quá trình phát triển    TK 18: sản xuất thủ công TK 19: Sản xuất (vũ khí, thuốc lá) TK 20: nhu cầu sử dụng hợp lý yếu tố sản xuất -> đời khái niệm quản lý sản xuất  Taylor (1911): tổ chức công việc dựa    Sự khác biệt việc thiết kế thực Thực tối ưu công việc vận chuyển Sử dụng tối đa suất máy móc  Ford (1913): tiêu chuẩn hóa hệ thống sản xuất khái niệm làm việc dây chuyền   Haris Wilson (1913-1924): Kinh tế lượng Fayol (1916): đưa mô hình phân cấp tổ chức sản xuất  Gantt (1917): Lập kế hoạch sản xuất   Khái niệm nâng cao tính linh hoạt doanh nghiệp Lập kế hoạch sản xuất, tổ chức sản xuất, kiểm soát, phối hợp sản xuất MICA 2013 11 SP – GP - GPAO    Hệ thống sản xuất (SP) Dưới góc nhìn kỹ sư tự động hóa: chuyển đổi tập hợp nguyên liệu đầu vào và/hoặc linh kiện bán thành phẩm thành sản phẩm hoàn chỉnh Quản lý sản xuất (GP) đảm bảo việc tổ chức hệ thống sản xuất để sản xuất số lượng sản phẩm mong muốn khoảng thời gian định với nguồn lực có sẵn (nhân lực, công nghệ) Quản lý sản xuất sử dụng thiết bị máy tính (GPAO) - nguyên liệu đầu vào - bán thành phẩm MICA 2013 Hệ thống sản xuất - thành phẩm hoàn chỉnh - bán thành phẩm 12 Hệ thống sản xuất Thành phẩm liệu kỹ thuật Nhà cung cấp Quản lý lưu trữ Quản lý nguyên liệu đầu vào Lưu trữ Quản lý công việc Lập kế hoạch/thời gian biểu sản xuất Số liệu kinh doanh Sản xuất Giám sát sản xuất MICA 2013 13 Bốn hoạt động Quản lý công nghiệp  Quản lý liệu kỹ thuật    Quản lý liệu thương mại    Đảm bảo việc nhập hàng hóa nguyên liệu đầu vào bán thành phẩm Đảm bảo việc lưu trữ sản phẩm hoàn chỉnh Quản lý hoạt động sản xuất   MICA 2013 Tiếp nhận đơn đặt hàng lập kế hoạch thực việc chuyển hàng theo mong muốn khách hàng Quản lý nguyên liệu đầu vào   Mô tả thiết kế sản phẩm họ sản phẩm Mô tả quy trình sản xuất sản phẩm Tổ chức thực công việc khoảng thời gian cho phép cách điều tiết nguồn lực sẵn có Có tính toán đến số liệu kỹ thuật thương mại liệu sản xuất (số lượng sản phẩm tồn kho, trạng thái nguồn lực,…) 14 Các hệ thống nhánh hệ thống công nghiệp  Hệ thống vật lý (máy móc)    Hệ thống định sản xuất     Các yếu tố trực tiếp tham gia vào trình sản xuất Chịu ảnh hưởng yếu tố môi trường Quản lý hoạt động hệ thống vật lý Tính toán đến ràng buộc môi trường Đảm bảo phản ứng lại cố Hệ thống thông tin   Đảm bảo liên kết hệ thống vật lý hệ thống định sản xuất Đảm bảo phản ứng lại cố MICA 2013 15 Quản lý công nghiệp  Khái niệm Tổ chức việc thực hoạt động sản xuất ràng buộc thời gian nguồn lực  Công việc cụ thể quản lý công nghiệp     Công cụ    MICA 2013 Lập kế hoạch sản xuất (planification) Lập lịch thực công việc/phân bổ nguồn lực (scheduling) Quản lý nguồn lực (resources management) Phương pháp tính toán xác định phương pháp tính toán ngẫu nhiên Phương pháp tính toán xác gần Phương pháp tính toán tối ưu dựa ràng buộc 16 Tính linh hoạt hệ thống công nghiệp  Tính linh hoạt  Khả thệ thống công nghiệp tạo quản lý đa dạng để thích ứng với cố đến yếu tố môi trường (nhiễu)  Các yếu tố đến từ nội doanh nghiệp (máy móc hư hỏng, nhân viên nghỉ làm…) từ bên (đặt hàng khẩn cấp, trễ nhập nguyên liệu đầu vào,…)   Sở hữu công cụ để phản ứng cách tốt Tính linh hoạt (Flexibility) / Tính phản ứng (Reactivity)   Tính linh hoạt gắn với số lựa chọn để đáp ứng cố Tính phản ứng : quy trình tìm kiếm giải pháp để đáp ứng cố MICA 2013 17 Quản lý hoạt động sản xuất   Khối lượng mục tiêu không đồng Phương pháp quản lý tổng thể không phù hợp (bài toán phức tạp)   Có thể chia định thực công việc theo cấu trúc lớp theo tiêu chí:   MICA 2013 Chia nhỏ phân cấp toán thành nhiều toán nhỏ để định thực công việc L’horizon de decision Phân cấp mức độ 18 Phân cấp định lập kế hoạch  Lập kế hoạch dài hạn (strategic decisions)    Lập kế hoạch trung hạn (tactic decisions)     Thiết lập kế hoạch sản xuất (xác định khối lượng sản xuất loại hình sản phẩm) Tổ chức phân bố theo khả nguồn lực Thời hạn: từ tháng đến năm Lập kế hoạch ngắn hạn (operational decisions)    Xác định chiến lược sản xuất dài hạn cho doanh nghiệp (nghiên cứu thị trường, đầu tư, kế hoạch phát triển thị trường,…) Thời hạn: từ đến năm Lập thời gian biểu sản xuất cụ thể (theo đối tượng sản phẩm nguồn lực sẵn có) Thời hạn: ngày đến tuần Micro-planification (control)  Thời gian thực MICA 2013 19 Mô hình phân cấp định (1) Chiến lược Quản lý dự án Hoạch định Lập kế hoạch Thực Lập thời gian biểu Hệ thống sản xuất MICA 2013 20 10 Dây chuyền sản xuất (2)  Trường hợp máy sản xuất, tối ưu Cmax    Phương pháp:  Bài toán tối ưu hóa thời hạn thực công việc Luật Johnson: công việc i thực trước công việc j dây chuyền tối ưu min( pi1 , p j )  min( p j1 , pi ) Chia tập hợp công việc U  i / pi1  pi  V  i / pi1  pi  Sắp xếp công việc tập U theo luật SPT thực máy Sắp xếp công việc tập V theo luật U V LPT thực máy Quy trình sản xuất tối ưu thu được: Ví dụ: MICA 2013 i pi1 4 pi 57 Dây chuyền sản xuất (3)  Trường hợp sản phẩm đồng nhất, có thêm điều kiện rj   MICA 2013 Luật Mitten Phương pháp: Ứng dụng luật Johnson với thời gian làm việc ảo pij  pij  rj ; i, j i pi1 12 8 10 pi 12 10 ri 9 58 29 Dây chuyền sản xuất (4)  Trường hợp máy sản xuất, tối ưu Cmax   Luật Campbell, Dudek and Smith Phương pháp  Thực giải vấn đề ảo: • Vấn đề 1: Thực M1 M3: sử dụng luật Johnson • Vấn đề 2: Thực máy ảo: sử dụng luật Johnson – Kết hợp máy – Kết hợp máy cuối  Giữ lại phương án tốt vấn đề i pi1 12 8 10 12 10 pi pi 6 MICA 2013 59 Dây chuyền sản xuất (4)  Trường hợp m máy sản xuất, tối ưu Cmax   Luật Campbell, Dudek Smith Phương pháp  Giải (m-1) vấn đề ảo máy sản xuất: • Máy đầu máy cuối • máy đầu máy cuối • K máy đầu k máy cuối …   Xác định quy trình sản xuất tối ưu theo luật Campbell, Dudek i Smith Giữ lại quy1trình sản xuất tốt 3 pi1 pi pi pi MICA 2013 8 5 7 6 60 30 Job shop   Khác với flow shop, công việc thực Job shop có trình tự không giống VD :  J1 : M  M  M  J : M  M1  M  J3 : M  M M1 M2 M3 Công việc 1 Công việc 2 Công việc 3 MICA 2013 61 Phân xưởng sản xuất  Trường hợp máy sản xuất, tối ưu Cmax   Luật Jackson Phương pháp:  Chia công việc thành nhóm • • • •    O1: công việc có công đoạn thực M1 O2: công việc có công đoạn thực M2 O12: công việc có công đoạn M  M O21: công việc có công đoạn M  M Các công việc nhóm O12 O21 thực áp dụng luật Johnson Các công việc nhóm O1,O2 thực theo trình tự Chu trình thực tối ưu thu được: M 1: O12  O1  O 21 M : O 21  O  O12 MICA 2013 62 31 Phân xưởng sản xuất (2)  Ví dụ i pi1 4 pi M  M1 8 M  M1 10 M  M1 MICA 2013 63 Quản lý lưu trữ lập kế hoạch nhập nguyên vật liệu đầu vào MICA International Research Institute Multimedia, Information, Communication & Applications UMI 2954 Hanoi University of Science and Technology Dai Co Viet - Hanoi - Vietnam 32 Phần 3:  Quản lý lưu trữ     Lập kế hoạch nhu cầu nguyên liệu đầu vào      Khái niệm Mô hình EOF Ví dụ Giới thiệu Tính toán nhu cầu Lập kế hoạch nhập nguyên liệu muộn Tính toán nhu cầu thực Phương pháp quản lý công nghiệp   Giới thiệu Phương pháp Kanban MICA 2013 65 Quản lý lưu trữ: khái niệm   Là phương pháp quản lý sơ khai quản lý công nghiệp Quản lý dựa khái niệm lưu kho   Phải đảm bảo giá trị lưu kho:    Tránh giá trị lưu kho lớn (tồn đọng vốn, chi phí lưu trữ, ) Tránh giá trị lưu kho nhỏ (khó khăn giải cố, biến đổi đơn hàng, tránh tình trạng hết hàng thiếu hụt nguyên liệu đầu vào để sản xuất) Có loại lưu trữ:    MICA 2013 Giá trị lưu kho = 20 đến 80% tổng giá trị doanh nghiệp (tùy theo loại hình kinh doanh) Nguyên liệu đầu vào: phải dự đoán biến động giá đầu vào cố đến từ nhà cung cấp Bán thành phẩm: phải tách biệt công đoạn khác sản xuất, cân luồng bán thành phẩm, tránh việc phải ngừng sản xuất tạm thời Thành phẩm: giảm thời gian giao hàng, đảm bảo nhu cầu thị trường 66 33 Phân loại kho lưu trữ   Phân loại kho lưu trữ theo trọng số sử dụng sản phẩm lưu trữ Phương pháp ABC  Phân loại sản phẩm lưu trữ theo tiêu chí     Chi phí giải phóng kho khoảng thời gian thực Chí phí sản phẩm kho lưu trữ Diện tích thể tích chiếm dụng kho Cho phép lưu trữ tập trung vào sản phẩm chiến lược nhằm giảm chi phí lưu kho cho sản phẩm có trọng số sử dụng thấp Phân loại nhóm sản phẩm MICA 2013 Số lượng mã sản phẩm nhóm (% theo tổng số) Giá trị (%) Mức quản lý lưu trữ Hình thức đặt hàng nhập kho Nhóm A 10% đến 20% 70% đến 80% Thường xuyên, nghiêm ngặt Thường xuyên, thích nghi theo đơn hàng thành phẩm Nhóm B 30% đến 40% 15% đến 20% Trung bình Theo chu kỳ Nhóm C 40% đến 50% 5% đến 10% Yếu Theo nhu cầu 67 Phương pháp ABC (1)  Ví dụ Mã sản phẩm  MICA 2013 Giá thành (euro) Số lượng xuất kho Giá trị xuất kho (euro) Mục tiêu: phân loại lưu trữ theo giá trị xuất kho hàng năm sản phẩm 68 34 Phương pháp ABC (2) Các bước thực      Sắp xếp sản phẩm theo giá trị giảm dần giá trị xuất kho Tính tổng giá trị xuất kho, 25 205 euro Tính giá trị tích lũy dựa tổng số lượng mã sản phẩm (tính theo %) Tính giá trị tích lũy dựa giá trị xuất kho sản phẩm (tính theo %) Mã sản phẩm Giá trị xuất kho (euro) Tỉ lệ giá trị xuất kho (% Tỉ lệ số lượng mã sản phẩm (%) MICA 2013 69 Tỉ lệ dựa giá trị xuất kho (%) Phương pháp ABC (3) Tỉ lệ dựa số lượng mã sản phẩm (%)    MICA 2013 Nhóm A : 20% mã sản phẩm (X-1, X-2) chiếm khoảng 80% giá trị lưu kho Nhóm B: 30% mã sản phẩm (Y-10, Y-20, Y-30) chiếm khoảng 17% giá trị lưu kho Nhóm C: 50% mã sản phẩm (các sản phẩm lại), chiếm 3% giá trị lưu kho 70 35 Quản lý lưu trữ: EOQ (1)  Giả thuyết:      Mục tiêu:    Lập kế hoạch trung hạn Nhu cầu dự đoán xác tương đối ổn định Chi phí lưu trữ chi phí nhập nguyên liệu đầu vào biết trước ổn định Chi phí lưu trữ tỉ lệ thuận với số lượng sản phẩm lưu trữ Tránh việc thiếu hụt lưu trữ với số lượng lưu trữ thấp Bài toán đặt ra: Đặt hàng lúc bao nhiêu? Phương pháp: tối ưu hóa hàm chi phí    Chi phí lưu trữ (nhân công, kho bãi), phụ thuộc số lượng sản phẩm lưu trữ Chi phí đặt hàng phụ thuộc vào chi phí vận hành sản xuất phí nhập nguyên liệu đầu vào Chi phí phải trả hết hàng, chi phí phải trả giao hàng muộn chậm tiến độ sản xuất MICA 2013 71 Quản lý lưu trữ: EOQ (2)    EOQ = Economic Order Quantity Được thực cho mô hình với đơn hàng chu kỳ, chi phí đặt hàng số, nhập kho theo chu kỳ, tránh việc hết hàng Thực quản lý lưu trữ tối ưu với đặc tính sau:    Chí phí lưu trữ nhỏ chờ đến hết kho thực nhập hàng ()  MICA 2013 Nhập hàng hóa để lưu trữ Hàng hóa lưu trữ giảm trình sản xuất thực đơn hàng Chu kỳ nhập kho = thời gian lần nhập: Tcycle  Q / D 72 36 Quản lý lưu trữ: EOQ (3) Khối lượng lưu trữ  Thời hạn nhập kho (sản xuất địa điểm A chuyển đến địa điểm lưu trữ B)  Để xưởng A sản xuất số lượng Q với hiệu suất P cần thời gian Q/P, thời gian đơn hàng D xuất kho lượng DQ/P Tổng quát hóa, kho có hiệu suất xuất nhập P-D khoảng thời gian Q/P, có Qmax  (P  D) Q D  (1  ) Q P P MICA 2013 73 Quản lý lưu trữ: EOQ (4) Khối lượng lưu trữ MICA 2013 74 37 Quản lý lưu trữ: EOQ (5)  Nhắc lại ký hiệu         P, hiệu suất sản xuất chu kỳ Q, khối lượng nhập kho D, khối lượng đặt hàng chu kỳ Tcycle, chu kỳ nhập hàng (đơn vị thời gian) Cp, chi phí lưu trữ tính đơn vị sản phẩm chu kỳ nhập hàng Cc, chi phí đặt hàng nhập kho CT(Q), chi phí lưu trữ tổng cộng chu kỳ Chi phí lưu trữ hai thời điểm t1 t2 tỉ lệ thuận với số lượng sản phẩm lưu trữ khoảng thời gian [t1,t2] C C  D Q  D  DCc CT (Q)   p Q(1  )  Cc   p Q 1    P D  P Q   Tcycle MICA 2013 75 Quản lý lưu trữ: EOQ (6)  Công thức Wilson: (tối ưu hóa chi phí lưu trữ) EOQ  Q*  2Cc DP C p (P  D)  CT (Q* )  DCcC p (1  MICA 2013 D ) P 76 38 Quản lý lưu trữ: EOQ (7)  Ví dụ       Nhu cầu nguyên liệu đầu vào D=200 đơn vị/tuần Chi phí lưu trữ Cp =0,5$/đơn vị/tuần Chi phí đặt hàng = 500$ Chi phí vận chuyển = 500$ Giả thiết: nhập hàng lưu kho Tính Q* MICA 2013 77 Quản lý lưu trữ: EOQ (8)  Đáp án:  Chi phí đặt hàng Cc =1000$  Q*  2Cc D  895 Cp CT (Q* )  DCcC p  447, 21$ * Tcycle  4, 47 MICA 2013 78 39 Quản lý lưu trữ: EOQ (9)  Ví dụ       Nhu cầu nguyên vật liệu năm D =50000 đơn vị/năm Khối lượng sản xuất tối đa P =200000 đơn vị/năm Chi phí đơn hàng Cc =500$ Chi phí lưu trữ Cp =3$/đơn vị/ năm Nhà máy sản xuất H = 240 ngày/năm Tính Q* MICA 2013 79 Quản lý lưu trữ: EOQ (10)  Đáp án: EOQ  Q*  2Cc DP 2.500.50000.200000   4714 C p (P  D) 3(200000  50000)  CT (Q* )  DCc C p (1  MICA 2013 D 50000 )  2.50000.3.(1  )  10607 P 200000 80 40 Quản lý lưu trữ: EOQ (11)  Phân tích giá thành nguyên liệu đầu vào Giá thành thực tế nguyên kiệu đầu vào Q C Cc p Cu  Pu   Q D  Bài toán:   Tính chi phí phụ trội không sử dụng EOQ Phân tích chiết khấu MICA 2013 81 Quản lý lưu trữ: EOQ (11)  Ví dụ 3: Tiếp tục ví dụ     MICA 2013 Tính toán chi phí thực nguyên liệu đầu vào biết giá nguyên liệu đầu vào Pu = 0,46$ Tính chi phí phụ trội đơn hàng nhập theo số lượng 6000 đơn vị Phân tích lợi ích kinh tế nhà cung cấp có chiết khấu 3% cho đơn hàng có số lượng 15000 đơn vị Tính toán chiết khấu cho phép mang lại lợi ích cho công ty 82 41 Quản lý lưu trữ theo chu kỳ (1)  Trường hợp T cố định, Q thay đổi S R Q1 Q3 Q2 t t t t R  Dmax t  Qi Qi  R  Si MICA 2013 83 Quản lý lưu trữ theo chu kỳ (2)  Ví dụ 4: Một doanh nghiệp sản xuất máy phát điện sử dụng mô tơ điện công suất nhỏ mua từ nhà cung cấp với giá 6$ để sản xuất 400 máy phát/ngày Người quản lý định nhập hàng theo chu kỳ Doanh số bán hàng dự báo công ty sau: Tuần 10 11 12 Số lượng 2200 2300 2300 1900 1600 1400 1600 1900 2300 2000 2300 2200          MICA 2013 Chi phí lưu trữ Cp = 1,2$ Chi phí đặt hàng Cc = 38$ Doanh nghiệp hoạt động 240 ngày năm Không có mô tơ kho thời điểm bắt đầu Thời hạn để nhận hàng = tuần làm việc Xác định số lượng lưu kho tối đa R Xác định số lượng nhập hàng theo chu kỳ tuần Xác định chi phí lưu trữ quý doanh nghiệp So sánh với trường hợp người quản lý định nhập hàng theo chu kỳ tuần với số lượng cố định số lượng sản xuất trung bình doanh nghiệp 84 42 Quản lý lưu trữ theo số lượng đặt hàng (1)  Trường hợp Q cố định, T thay đổi S Q Q Điểm đặt hàng PC t t 2Cc D Cp PC  Dt S Q Q Q Q t t PC t MICA 2013 t 85 Quản lý lưu trữ theo thời gian đặt hàng (1)  Ví dụ 4: Một doanh nghiệp sản xuất mạch điện tử mua điều khiển từ nhà sản xuất với giá thành 7,45$/đơn vị với nhu cầu hàng năm 1225 đơn vị Người quản lý định nhập hàng theo số lượng đặt hàng cố định        MICA 2013 Chi phí lưu trữ 1,49$/đơn vị Chi phí đặt hàng 38$ Doanh nghiệp làm việc 230 ngày năm Tính số lượng đặt hàng tối ưu cho đơn hàng Tính giá thành thực tế điều khiển Tính toán điểm đặt hàng biết thời gian vận chuyển tuần Điểm đặt hàng thay đổi thủ tục hành thêm thời gian ngày 86 43 ... hoạt động quản lý công nghiệp Cơ cấu tổ chức hoạt động quản lý công nghiệp Mô hình tối ưu hóa Lý thuyết đồ hình Phương pháp giải toán tối ưu hóa công nghiệp Quản lý sản xuất   Quản lý lưu trữ... thống định cấp Hệ thống thông tin Tính linh hoạt toán quản lý công nghiệp Quản lý công nghiệp     Hệ thống sản xuất Quản lý sản xuất Quản lý sản xuất sử dụng máy tính Định nghĩa Phương pháp... cấp Quản lý lưu trữ Quản lý nguyên liệu đầu vào Lưu trữ Quản lý công việc Lập kế hoạch/thời gian biểu sản xuất Số liệu kinh doanh Sản xuất Giám sát sản xuất MICA 2013 13 Bốn hoạt động Quản lý công