6. Kết cấu luận văn
1.7.3 Mặt bằng nhóm (Group layout)
Mặt bằng nhóm đƣợc dùng khi sản lƣợng sản xuất từng sản phẩm riêng lẽ không đủ lớn để bố trí theo mặt bằng sản phẩm, nhƣng bằng cách nhóm các sản
Cƣa Tiện Phay Khoan
Cƣa Phay Khoan Sơn
Mài Phay Khoan Sơn
Hàn Mài Tiện Khoan
K h o c u n g c ấp L ắp r áp N h à k h o Hình 1.7 Mặt bằng theo sản phẩm
phẩm lại theo họ sản phẩm thì mặt bằng sản phẩm có thể điều chỉnh cho họ sản phẩm. Các nhóm các quy trình đƣợc gọi là Ô (Cell), bởi vậy mô hình này còn đƣợc gọi là mặt bằng theo ô (Cellular layout). Đây là mô hình thỏa hiệp giữa mặt bằng sản phẩm và mặt bằng quá trình.
Thuận lợi của mặt bằng nhóm: - Gia tăng việc sử dụng máy;
- Quan điểm: có xu hƣớng xảy ra mở rộng nhóm và công việc;
- Giảm nhẹ mặt bằng sản phẩm và mặt bằng quá trình; - Nâng cao mục đích sử dụng thiết bị;
- Đƣờng di chuyển ngắn hơn và dây chuyền linh động hơn mặt bằng quá trình.
Giới hạn của mặt bằng nhóm:
- Giám sát chung;
- Mức độ kỹ thuật công nhân cao hơn là mặt bằng sản phẩm;
Hình 1.8 Mặt bằng theo nhóm 1.7.4 Mặt bằng theo quá trình (Process layout)
Mặt bằng theo quá trình gồm tập hợp các bộ phận sử lý. Tất cả các máy để thực hiện quy trình đƣợc nhóm với nhau trong một mặt bằng quá trình. Mô hình này đƣợc dùng khi sản xuất với sản lƣợng nhỏ, sản phẩm không giống nhau. Loại mặt bằng này sử dụng khi họ và sản lƣợng sản phẩm của nó thay đổi nhanh chóng và không có điều kiện khả thi để thực hiện các phƣơng pháp bố trí mặt bằng sản phẩm hay mặt bằng nhóm. Thông thƣờng, các phân xƣởng dùng mặt bằng quá trình là do sản xuất nhiều chủng loại sản phẩm và sản lƣợng thấp. Thuận lợi của mặt bằng theo quá trình:
- Sự tận dụng máy móc hiệu quả hơn, ít đòi hỏi máy móc hơn;
- Độ linh động cao, cho phép phân phối công nhân hay thiết bị cho những công việc chi tiết;
- Đầu tƣ thiết bị máy móc thấp;
Tiện Phay Khoan
Cƣa Sơn
Mài Phay Khoan
Hàn Tiện Sơn K h o c u n g c ấp L ắp r áp N h à k h o Nhóm A Nhóm B
- Yêu cầu nhiệm vụ đa dạng, sẽ thú vị và thỏa mãn cho mỗi công nhân; - Chuyên biệt hóa kiểm tra, giám sát là khả thi.
Giới hạn của mặt bằng theo quá trình:
- Nếu đƣờng đi dây chuyền dài hơn, sự điều khiển dòng vật liệu sẽ tốn kém hơn;
- Kế hoạch sản xuất phức tạp, và điểu kiển hệ thống nhiều; - Tổng thời gian sản xuất thƣờng dài hơn;
- Số phôi trong quá trình lớn;
- Không gian và tiền vốn ràng buộc chặt bởi công việc trong quá trình; - Vì sự đa dạng, công việc trong những bộ phận.
Hình 1.9 Mặt bằng theo quá trình 1.8 Các kỹ thuật bố trí mặt bằng
1.8.1 Kỹ thuật CRAFT (Computerized Relative Allocation of Facilities Technique) Technique)
Amour và Buffa đã phát triển kỹ thuật CRAFT năm 1963(Armour, G.C and Buffa, E.S, 1963). Kỹ thuật CRAFT là kỹ thuật đầu tiên ứng dụng bằng máy tính để giải quyết bài toán mặt bằng. Với mặt bằng hiện trạng, kỹ thuật này thay
Cƣa Tiện Phay
Mài Tiện Sơn Hàn Khoan Khoan Phay L ắp r áp N h à k h o K h o c u n g c ấp
đổi vị trí của 2 trạm (máy). Giả sử, mặt bằng hiện trạng gồm 5 trạm (1, 2, 3, 4,5) (có nghĩa trạm 1 ở vị trí thứ 1, trạm 2 ở vị trí thứ 2…cho đến trạm 5 ở vị trí thứ 5), kỹ thuật thay đổi một cặp trạm cho nhau (ví dụ thay đổi trạm 1 và trạm 3 cho nhau). Mặt bằng lúc này là (3, 2, 1, 4, 5) (trạm 1 ở vị trí thứ 3, trạm 2 ở vị trí thứ 2, trạm 3 ở vị trí thứ 1…), rồi tính chi phí vận chuyển nguyên vật liệu của mặt bằng vừa thay đổi vị trí của 2 trạm. Kỹ thuật sẽ so sánh chi phí vận chuyển nguyên vật liệu vừa tính đƣợc với chi phí vận chuyển nguyên vật liệu của mặt bằng hiện trạng. Nếu chi phí này thấp hơn thì chấp nhận cặp thay đổi đó và tiếp tục thay đổi các cặp thiết bị còn lại để tìm ra chi phí thấp nhất. Ngƣợc lại thì không chấp nhận cặp thay đổi đó và tiếp tục thay đổi các cặp thiết bị còn lại để tìm ra chi phí thấp nhất.
Chi phí vận chuyển nguyên vật liệu đƣợc tính bởi công thức:
Flow_cost= 𝑛 𝑓𝑙𝑜𝑤
𝑖=1 𝑛
𝑗 =1 [𝑖][𝑗] ∗ 𝑑[𝑙𝑜𝑐[𝑖]][𝑙𝑜𝑐[𝑗]] (1.1) Trong đó:
Flow_cost: chi phí vận chuyển nguyên vật liệu
Flow[i][j]: số dòng di chuyển nguyên vật liệu giữa các trạm i và j.
𝑑[𝑙𝑜𝑐[𝑖]][𝑙𝑜𝑐[𝑗]]: khoảng cách giữa trạm i và j.
Khi thay đổi vị trí 2 trạm cho nhau, chi phí vận chuyển nguyên vật liệu thay đổi đƣợc cho bởi Francis và các đồng sự (1992) bên dƣới:
∆𝑓𝑙𝑜𝑤 =
(𝑓𝑙𝑜𝑤[𝑖][𝑢] − 𝑁
𝑖=1 𝑓𝑙𝑜𝑤[𝑖][𝑣] ∗ (𝑑[𝑙𝑜𝑐[𝑖]][𝑙𝑜𝑐[𝑢]] − 𝑑[𝑙𝑜𝑐[𝑖]][𝑙𝑜𝑐[𝑣]]) − 2 ∗ 𝑓𝑙𝑜𝑤[𝑢][𝑣] ∗ 𝑑[𝑙𝑜𝑐[𝑢]][𝑙𝑜𝑐[𝑣]] (1.2)
Dữ liệu đầu vào của kỹ thuật này gồm có: ma trận dòng di chuyển nguyên vật liệu, ma trận khoảng cách.
Ví dụ, ma trận dòng di chuyển nguyên vật liệu của mặt bằng gồm 5 trạm đƣợc cho bên dƣới:
Bảng 1.2 Ví dụ ma trận dòng di chuyển
Số lần di chuyển TO 1 2 3 4 5
FROM CƢA KHOAN MÀI1 MÀI4 MÀI5
1 CƢA 0 0 46 12 41
2 KHOAN 30 0 2 5 45
3 MÀI1 45 12 0 85 58
4 MÀI4 62 24 95 0 47
5 MÀI5 34 45 26 14 0
Ví dụ, ma trận khoảng cách của mặt bằng gồm 5 trạm đƣợc cho ở bên dƣới: Bảng 1.3 Ví dụ ma trận khoảng cách
Đơn vị: m TO 1 2 3 4 5
FROM CƢA KHOAN MÀI1 MÀI4 MÀI5
1 CƢA 0 7 9 10 6
2 KHOAN 7 0 8 20 12
3 MÀI1 9 8 0 13 14
4 MÀI4 10 20 13 0 6
5 MÀI5 6 12 14 6 0
Ƣu điểm: sử dụng phần mềm CRAFT dễ dàng đƣợc tích hợp trong excel, chỉ cần nhập các dữ liệu đầu vào nhƣ: mặt bằng ban đầu, ma trận dòng di chuyển, ma trận khoảng cách, tổng số phòng ban…sau đó phần mềm sẽ cho ra các phƣơng án bố trí hiệu quả hơn mặt bằng hiện trạng.
Nhƣợc điểm: kết quả tái bố trí hiệu quả chƣa cao hay kỹ thuật tái bố trí này cho ra lời giải cục bộ (chƣa đạt lời giải toàn cục). Sau khi phần mềm cho ra kết quả, kết quả này sẽ đƣợc chỉnh sửa bằng tay.
SA là một phƣơng pháp xác suất đƣợc đề nghị bởi Kirkpatrick, Gelett và Vecchi (1983) và Cerny (1985) [13] để tìm ra cực tiểu toàn cục của hàm chi phí. Quá trình của phƣơng pháp này mô phỏng theo quá trình ủ kim loại, có nghĩa là nhiệt độ kim loại đƣợc tăng lên đến mức nào đó, sau đó điều khiển nhiệt độ giảm từ từ đến một thời điểm nào đó kim loại sẽ ở trạng thái bền vững nhất.
Thủ tục của kỹ thuật ủ kim loại đƣợc Chiang và Chiang (1998) chỉnh sửa ở hình bên dƣới.
1. Lời giải ban đầu (hay mặt bằng ban đầu S). Đặt Min_cost = Cost (S) và Min_assign = S;
2. Thiết lập các thông số làm nguội gồm: nhiệt độ ban đầu T, hệ số làm nguội r, chiều dài thời kỳ e, số vòng lặp cực đại max và iter = 1.
3.1 For 1≤ i ≤ e, do 3.1.1 Chọn ngẫu nhiên S’ € N(S); 3.1.2 Đặt Cost (S) = Cost (S’); 3.1.3 If ∆ < 0, Set S = S’; If (Cost (S’) < Min_Cost), Set Min_Cost = Cost (S’); Min_assign = S’; Go to 3.1.1; Else
If ∆ > 0,
Tính P(∆) = 𝑒−∆/𝑇 (Xác suất dựa trên ∆); Phát sinh số ngẫu nhiên x ~ U(0,1); If (x < P(∆)) Set S = S’, go to 3.1.1; Else Go to 3.1.1; Else Go to 3.1.1; 3.2 If (iter = = max)
Return Min_Cost và Min_assign; STOP;
Set T = rT; Iter = iter ++; Go to 3.1;
Hình 1.10 Thủ tục kỹ thuật ủ kim loại Trong đó:
S: mặt bằng ban đầu;
S’: mặt bằng sau khi thay đổi ngẫu nhiên 1 cặp trạm;
Cost (S): tổng chi phí mặt bằng ban đầu (chỉ chi phí vận chuyển nguyên vật liệu);
Cost (S’): tổng chi phí mặt bằng sau khi thay đổi ngẫu nhiên 1 cặp trạm (gồm chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và chi phí tái bố trí 1 cặp trạm đó);
Min_Cost: tổng chi phí tốt nhất hiện thời;
Min_assign: mặt bằng hiện thời có sự thay đổi (phân công) tốt nhất.
Thông số của kỹ thuật SA và dữ liệu đầu vào đƣợc thiết lập. Chi phí mặt bằng hiện tại đƣợc tính (chỉ có chi phí vận chuyển nguyên vật liệu). Kế tiếp, một cặp trạm đƣợc chọn ngẫu nhiên để thay đổi cho nhau, và chi phí của mặt bằng vừa thay đổi đƣợc tính. Nếu tổng chi phí mặt bằng vừa thay đổi ngẫu nhiên 1 cặp trạm Cost (S’) nhỏ hơn tổng chi phí mặt bằng ban đầu Cost (S) hay ∆ = Cost (S’) - Cost (S) < 0 thì chấp nhận sự thay đổi đó (chấp nhận mặt bằng vừa thay đổi S’). Nếu tổng chi phí mặt bằng vừa thay đổi ngẫu nhiên 1 cặp trạm Cost (S’) bằng tổng chi phí mặt bằng ban đầu Cost (S) hay ∆ = Cost (S’) - Cost (S) = 0, thì không chấp nhận sự thay đổi đó và tiếp tục chọn ngẫu nhiên 1 cặp trạm khác và tiếp tục thủ tục trên. Ngƣợc lại, nếu tổng chi phí mặt bằng vừa thay đổi ngẫu nhiên 1 cặp trạm Cost (S’) lớn hơn tổng chi phí mặt bằng ban đầu Cost (S) hay ∆ = Cost (S’) - Cost (S) > 0, thì xác suất P(∆) = 𝑒−∆/𝑇(xác suất chấp nhận sự thay
đổi không cải thiện) đƣợc tính và một số x đƣợc phát sinh từ phân bố Unifrom U(0,1). Nếu x < P(∆) thì sự thay đổi đó chấp nhận, ngƣợc lại thì không chấp nhận. Thủ tục này đƣợc lặp đi lặp lại cho đến khi thỏa mãn điều kiện chiều dài thời kỳ (e). Nhiệt độ ban đầu T thƣờng đƣợc cho ở giá trị cao, vì khi T có giá trị cao có nghĩa xác suất chấp nhận sự thay đổi không cải thiện cao (P(∆) cao. Ngƣợc lại, nhiệt độ ban đầu T có giá trị thấp có nghĩa là xác suất chấp nhận sự thay đổi không cải thiện thấp. Vì vậy, kỹ thuật ủ kim loại tránh khỏi lời giải cục bộ và tiến đến lời giải tối ƣu toàn cục.
Burkard và Rendl ứng dụng đầu tiên kỹ thuật ủ kim loại để tái bố trí mặt bằng sản xuất năm 1984 (Burkard, R.E, and Rendl, F., 1984), đó là quá trình phỏng theo kỹ thuật ủ kim loại (tôi kim loại) để tái bố trí mặt sản xuất. Quá trình tôi kim loại là quá trình kim loại đƣợc làm nóng lên đến một nhiệt độ nào đó, rồi giảm nhiệt độ kim loại dần dần cho đến trạng thái cơ bản (kim loại ở trạng thái rất cứng hơn trạng thái bình thƣờng, khi đó kim loại ở mức năng lƣợng thấp nhất). Còn bài tóan tái bố trí mặt bằng sản xuất là thay đổi vị trí từng cặp cho nhau của các máy (trạm), mỗi lần thay vị trí từng cặp cho nhau, tổng chi phí vận chuyển và chi phí tái bố trí các máy đƣợc tính để chọn ra tổng chi phí vận chuyển và chi phí tái bố trí các máy thấp nhất. Quá trình phỏng theo kỹ thuật ủ kim loại (tôi kim loại) để giải quyết bài toán tối ƣu đƣợc Johnson và các đồng sự (Johnson, D.S, Aragon, C.R., McGeoch, L.A., anh Chevon, C, 1989) so sánh nhƣ sau:
Ủ kim loại Bài toán tối ƣu
Trạng thái Lời giải khả thi
Năng lƣợng Chi phí
Tôi nhanh (nhiệt độ kim loại đƣợc giảm nhanh)
Lời giải cục bộ
Tôi cẩn thận (nhiệt độ kim loại đƣợc giảm thích hợp)
Quá trình mô phỏng thành công
Ƣu điểm: Ứng dụng kỹ thuật ủ kim loại để tái bố trí mặt bằng sản xuất cho ra kết quả tốt hơn kỹ thuật truyền thống ở chỗ:
(i) Kỹ thuật truyền thống tái bố trí mặt bằng:
a. Tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu đƣợc tính cho mặt bằng hiện tại Cost (S);
b. Thay đổi vị trí của 1 cặp trạm, rồi tính tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và chi phí tái bố trí các trạm Cost (S’);
c. So sánh tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và chi phí tái bố trí vừa tính Cost (S’) với tổng chi phí trƣớc nó Cost (S), nếu Cost (S’) < Cost (S), chấp nhận sự thay đổi của cặp máy đó và tiếp tục thay đổi vị trí cho cặp trạm tiếp. Nếu Cost (S’) ≥ Cost (S) thì không chấp nhận sự thay đổi vị trí của cặp máy đó và tiếp tục thay đổi vị trí cho cặp máy khác;
d. Thủ tục bên trên sẽ đƣợc lặp đi lặp lại cho đến khi tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và chi phí tái bố trí là nhỏ nhất đạt đƣợc. (ii) Kỹ thuật ủ kim loại tái bố trí mặt bằng:
a. Tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu đƣợc tính cho mặt bằng hiện tại Cost (S);
b. Thay đổi vị trí của 1 cặp trạm, rồi tính tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và chi phí tái bố trí các trạm Cost (S’);
c. So sánh tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và chi phí tái bố trí vừa tính Cost (S’) với tổng chi phí trƣớc nó Cost (S), nếu Cost (S’) < Cost (S) thì chấp nhận sự thay đổi của cặp máy đó và tiếp tục thay đổi vị trí cho cặp máy tiếp. Nếu Cost (S’) = Cost (S) thì không chấp nhận sự thay đổi vị của cặp máy đó và tiếp tục thay đổi vị trí cho cặp trạm khác. Nếu Cost (S’) > Cost (S), thì xác suất P=𝑒−(∆)/𝑇 (∆ = Cost (S’) - Cost (S)) đƣợc tính và một số ngẫu nhiên x đƣợc phát sinh từ phân bố unifrom U(0,1). Nếu x < P thì chấp thay đổi vị trí cặp trạm đó, ngƣợc lại thì không;
d. Thủ tục bên trên sẽ đƣợc lặp đi lặp lại cho đến khi tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và chi phí tái bố trí là nhỏ nhất đạt đƣợc. Vậy so sánh 2 kỹ thuật trên, kỹ thuật truyền thống không chấp nhận sự thay đổi vị trí một cặp trạm khi Cost (S’) > Cost (S), điều này dẫn đến lời giải mặt bằng cục bộ. Trong khi đó, kỹ thuật ủ kim loại sử dụng kỹ thuật xác suất thống kê để tìm ra nhiều lời giải khả thi hơn và nó sẽ tiến về lời giải mặt bằng toàn cục.
Nhƣợc điểm: để ứng dụng kỹ thuật này phải viết chƣơng trình để chạy ra kết quả. Kết quả mặt bằng phải chỉnh sửa bằng tay.
Tóm tắt chƣơng 1: Chƣơng 1 đã nêu rõ tầm quan trọng của quản trị trong sản xuất trong doanh nghiệp hay bộ phận sản xuất đƣợc xem là hạt nhân kỹ thuật của một tổ chức. Sau đó, các khái niệm về bố trí mặt bằng, các quy trình thiết kế mặt bằng cũng nhƣ cách tiếp cận hệ thống về mặt bằng, phân loại mặt bằng đƣợc nêu lên nhằm làm rõ các cách thiết kế mặt bằng hiệu quả. Cuối cùng, các kỹ thuật tái bố trí mặt bằng sản xuất đặc biệt là kỹ thuật ủ kim loại đƣợc giới thiệu để tái bố trí mặt bằng hiện trạng cho ra mặt bằng tái bố trí tốt hơn.
CHƢƠNG 2. THỰC TRẠNG HOẠT ĐỘNG BỐ TRÍ MẶT BẰNG SẢN XUẤT XƢỞNG CƠ KHÍ KHUÔN MẪU CỦA
CÔNG TY TNHH KHUÔN CHÍNH XÁC MINH ĐẠT
2.1 Giới thiệu công ty TNHH Khuôn Chính Xác Minh Đạt
2.1.1 Quá trình hình thành và phát triển
Công ty Khuôn Chính Xác MINH ĐẠT (MIDA Precision Mold Co.,Ltd.) đƣợc thành lập tháng 8/2005, nhà máy tọa lạc Km 1926, Quốc lộ 1A, Xã Mỹ Yên, huyện Bến Lức, tỉnh Long An, Việt nam. Diện tích trên khuôn viên 13.000m2, rộng, thoáng, sạch sẽ và thuận tiện giao thông.
Sản phẩm làm ra có chất lƣợng tốt nhất, chính xác nhất là vì sự chuyên nghiệp trong công việc, việc đầu tƣ hệ thống thiết bị sản xuất khuôn mẫu chính xác và máy ép nhựa hiện đại của những thƣơng hiệu hàng đầu từ Nhật Bản và Thụy Sĩ nhƣ Makino, Mazak, Charmilles, Okamoto, Mitutoyo, Fanuc, Yushin,… Đội ngũ nhân sự quản lý, kỹ thuật và KCS của Công ty gồm những kỹ sƣ cơ khí và kỹ sƣ polymer, kỹ thuật viên nhiều năm kinh nghiệm làm việc trong sản xuất, chế tạo cơ khí khuôn mẫu chính xác và sản xuất sản phẩm nhựa kỹ thuật chính xác, chất lƣợng cao.
Quy trình sản xuất, điều hành quản lý tại MIDA đƣợc vận hành theo hệ thống quản lý chất lƣợng ISO 9001-2008 ( liên tục từ 26/10/2006) và hệ thống
quản lý môi trƣờng ISO 14001-2004 (27/12/2006). Bảo đảm MIDAcung cấp cho
khách hàng sản phẩm chất lƣợng tốt nhất và bảo vệ môi trƣờng xanh, sạch. Cả hai hệ thống trên đƣợc Bureau Veritas Certification cấp giấy chứng nhận.
2.1.2 Chức năng và nhiệm vụ
Chuyên sản xuất các sản phẩm về khuôn mẫu chính xác, khuôn chất lƣợng cao, sản phẩm nhựa y tế, nhựa điện tử, nhựa kỹ thuật chính xác, nhựa chất lƣợng cao.
2.1.2.2 Nhiệm vụ
Công ty có nghĩa vụ đảm bảo hoàn thành tốt mọi chỉ thị do nhà nƣớc qui định, định ra những chiến lƣợc kinh doanh có hiệu quả, nhằm đảm bảo và phát