- Nhịp dây chuyền r: Là khoảng thời gian tuần tự để chế biến xong hai sản phẩm kế tiếp nhau ở bước công việc cuối cùng. Người ta gọi nhịp dây chuyền là nhịp sản xuất chung.
Trong sản xuất dây chuyền cố định và liên tục, nhịp dây chuyền chính bằng khoảng thời gian cần thiết để vận chuyển đối tượng từ nơi làm việc trước đến nơi làm việc kế tiếp.
Nhịp dây chuyền được xác định bằng tỷ số giữa tổng thời gian sản xuất với lượng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian đó:
r =T / Q
Trong đó: r: Nhịp dây chuyền (tính theo phút hay giờ) T: Tổng thời gian hoạt động của dây chuyền
Q: Sản lượng sản phẩm làm ra trong thời gian T Nếu gọi: tb: Thời gian chế biến của bước công việc
nb: Số nơi làm việc cùng thực hiện một bước công việc
Thì ta có công thức biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian chế biến với nhịp dây chuyền như sau:
nb × r − tb = 0
Nhịp dây chuyền thể hiện được năng suất của dây chuyền, nếu nhịp dây chuyền càng ngắn năng suất dây chuyền càng cao. Mối quan hệ này biễu diễn bằng công thức:
T Q r 1 W = =
Trong đó: W: gọi là năng suất của dây chuyền
Tính toán nhịp dây chuyền còn cho phép tìm ra thời gian các bước công việc hợp lý. Bởi vì muốn sản xuất liên tục thì rõ ràng các bước công việc phải được phân chia sao cho thời gian thực hiện phải bằng hay lập thành quan hệ bội số với nhịp dây chuyền.
Nếu ta có thể làm cho tất cả các công việc có thời gian chế biến như nhau thì mỗi nơi làm việc có thể thực hiện một công việc và như thế số nơi làm việc bằng với số bước công việc trong quá trình công nghệ.
Nếu thời gian thực hiện các công việc khác nhau, thì để đảm bảo nhịp sản xuất chung mỗi bước công việc phải có nb nơi làm việc cùng tiến hành và được tính theo công thức:
nb =trb
Dấu [] biểu thị việc lấy tròn lên số nguyên lớn gần nhất. Tổng số nơi làm việc trên dây chuyền: ∑ ∑
== = = = = m 1 i bi m 1 i bi r t n n
Trong đó: n: tổng số nơi làm việc trên dây chuyền. m: số bước công việc của quá trình công nghệ
Vì trong sản xuất dây chuyền các đối tượng được tiến hành sản xuất song song nên số nơi làm việc sẽ ảnh hưởng đến số lượng sản phẩm dở dang và định mức sản phẩm dở dang trên dây chuyền.
- Bước dây chuyền B:
Bước dây chuyền là khoảng cách giữa hai trung tâm nơi làm việc kế tiếp nhau. Bước dây chuyền phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm, của máy móc thiết bị và
yêu cầu bố trí nơi làm việc. Bước dây chuyền ảnh hưởng dến diện tích sản xuất, đặc biệt là việc lựa chọn thiết bị và tốc độ vận chuyển.
- Độ dài hiệu quả của dây chuyền L:
Là độ dài thực tế của dòng dịch chuyển đối tượng trên dây chuyền. Độ dài hiệu quả của dây chuyền phụ thuộc vào số nơi làm việc một phía của dây chuyền và bước dây chuyền. ∑ = = p n 1 i i B L
Trong đó: L: độ dài hiệu quả của dây chuyền.
np: số nơi làm việc cùng phía của dây chuyền. Bi: Bước dây chuyền thứ i.
Trong trường hợp bước dây chuyền đều nhau ta có L=B×np.
- Tốc độ vận chuyển của băng chuyền: Trên dây chuyền bất cứ thời điểm nào đối tượng cũng vận chuyển với một tốc độ đều nhau, tốc độ dây chuyền có thể ảnh hưởng đến công suất của nó. Tham số tốc độ băng chuyền có thể sử dụng để tính toán, lựa chọn chi tiết vận chuyển. Đặc biệt tốc độ vận chuyển ảnh hưởng đến năng suất lao động, sức khoẻ của công nhân và ảnh hưởng đến an toàn lao động. Tốc độ cho phép thường nằm trong khoảng từ 0,1 đến 4m / phút.
d) Cân đối dây chuyền và hiệu quả sản xuất của dây chuyền:
Cân đối dây chuyền là việc lựa chọn một tổ hợp các công việc phù hợp được thực hiện ở mỗi nơi làm việc sao cho công việc được thực hiện theo trình tự khả thi và khối lượng thời gian tương đối bằng nhau cần thiết cho mỗi nơi làm việc.
Mục tiêu của cân đối dây chuyền là nhằm cực tiểu hóa nhu cầu lao động và các phương tiện sản xuất để sản xuất được một lượng sản phẩm cho trước.
Mục tiêu biểu hiện trên hai phương diện:
Một là, cực tiểu hóa số nơi làm việc (công nhân) cần thiết để đạt được chu kỳ cho trước. Mục tiêu này phù hợp hơn khi xem xét cân đối dây chuyền lần đầu hay điều chỉnh lại dây chuyền
Hai là, cực tiểu hóa chu kỳ (tối đa hóa mức sản lượng) của một số nơi làm việc cho trước. Mục tiêu thứ hai phù hợp hơn nếu lượng cầu bằng hoặc cao hơn mức có thể đạt được với nguồn lực sẵn có.
Để cân đối dây chuyền, người ta tính tổng thời gian nhàn rỗi của dây chuyền. ∑ = − × = m 1 i i t r n IT
n: số nơi làm việc, r: nhịp dây chuyền ti: là thời gian để thực hiện bước công việc i m: tổng số công việc thực hiện trên dây chuyền Một dây chuyền hoàn chỉnh nếu IT=0
Đôi khi mức độ cân đối hoàn chỉnh của dây chuyền được biểu hiện bằng tỷ lệ phần trăm thời gian nhàn rỗi: 100(IT)/nr (%)
Dây chuyền cân đối tốt có tỷ lệ thời gian nhàn rỗi rất thấp.
Do số lượng công việc nhiều nên việc cân đối đôi khi rất phức tạp, cần phải lập chương trình máy tính để tìm được giải pháp tương đối thoả mãn. Có thể giải quyết vấn đề cân đối dây chuyền sản xuất bằng phương pháp sau:
(1) Thử và sửa lỗi.
(2) Phương pháp tự tìm kiếm.
(3) Chọn mẫu bằng máy tính cho đến khi tìm thấy được giải pháp tối ưu. (4) Quy hoạch tuyến tính.
Trước khi xác định nhiệm vụ cho các nơi làm việc, nhà phân tích phải thực hiện theo các bước sau:
(1) Xác định tất cả nhiệm vụ công việc cần thiết để sản xuất ra sản phẩm. (2) Xác định lượng thời gian cần thiết để hoàn thành mỗi nhiệm vụ. (3) Xác định trình tự cần thiết để hoàn thành các nhiệm vụ.
(4) Xác định nhịp dây chuyền mục tiêu (phải lớn hơn hoặc bằng nhiệm vụ dài nhất) hay phải xác định số nơi làm việc. Nếu ta biết được các ti và n, có thể xác định nhịp dây chuyền mục tiêu là Ct =∑ti/n
Sau khi hoàn thành 4 yêu cầu này, nhà phân tích có thể bắt đầu xác định nhiệm vụ cho các nơi làm việc.
Thường thường người ta bố trí nhiệm vụ cho nơi làm việc đầu tiên, nơi làm việc thức hai, thứ ba … tuần tự cho đến hết dây chuyền. Phải bố trí một nhóm hoàn chỉnh các công việc cho một nơi làm việc xong trước khi bố trí cho nơi làm việc tiếp theo.
Ví dụ: Doanh nghiệp muốn đạt mức sản lượng 180 sản phẩm trong một ca 8 giờ. Danh mục công việc, trình tự thực hiện và thời gian hoàn thành công việc cho ở bảng sau:
Công việc Việc phải làm trước Thời gian
A - 50
B A 70
C B 90
D B 50
F C, D 60
G F 80
H E 40
I G, H 65
Bảng 2.1: Trình tự và thời gian các công việc
Sơ đồ trình tự thực hiện công việc (biểu đồ Gant) có thể biểu diễn như sau:
Hình 2.1: Sơ đồ trình tự thực hiện công việc Năng suất dây chuyền W = 180sp/8h = 22.5sp/h
Nhịp dây chuyền mục tiêu rmt = 8 x 60 x 60/180 = 160 giây/sp
Để đạt được mức sản lượng này thì không một nơi làm việc nào được chế tạo hơn 160 giây. Các công việc được bố trí vào các nơi làm việc sao cho chúng được tiến hành đúng trình tự.
Xác định công việc cho nơi làm việc thứ nhất:
Lập danh mục công việc có thể bố trí (các công việc có thể bắt đầu tiến hành được):
A(50 giây). Tổng thời gian làm việc thứ nhất 50 giây. Thời gian còn lại 11 giây. Danh mục công việc xem xét tiếp theo: B (70), E (35). Theo quy tắc thời gian thực hiện lớn nhất, công việc được chọn là B (70). Tổng thời gian nơi làm việc thứ nhất là 120 giây. Thời gian còn lại là 40 giây.
Danh mục công việc xem xét tiếp theo: C (90), D(50), E (35). Theo quy tắc thời gian dài nhất thứ tự ưu tiên lần lượt là C, D, E. Tuy nhiên, chỉ có công việc E đảm bảo điều kiện tổng thời gian nơi làm việc không lớn hơn nhịp dây chuyền mục tiêu. Vậy công việc được chọn là E(35). Tổng thời gian làm việc thứ nhất là 155 giây (r1 = 155)
Xác định công việc cho nơi làm việc thứ hai:
Danh mục xem xét chọn lựa: C (90), D (50), H (40). Chọn công việc C (90). Danh mục xem xét chọn lựa tiếp theo: D (50), H (40). Chọn công việc D (50). Tổng thời gian trên nơi làm việc thứ hai: 140 giây. (r2 = 140).
Xác định công việc cho nơi làm việc thứ ba:
Danh mục xem xét chọn lựa: F (60), H (40). Chọn công việc F (60). A B E C D F G H I
Danh mục xem xét chọn lựa tiếp theo: G (80), H (40). Chọn công việc G (80). Tổng thời gian trên nơi làm việc thứ ba: 140 giây (r3 = 140).
Xác định công việc cho nơi làm việc thứ tư:
Danh mục xem xét chọn lựa: H (40).
Danh mục xem xét chọn lựa tiếp theo: I (65).
Tổng thời gian trên nơi làm việc thứ tư: 105 giây (r4 = 105). Kết quả bố trí các nơi làm việc:
Nơi làm việc Danh mục công việc Công việc chọn Thời gian Tổng thời gian Thời gian còn lại Thời gian nhàn rỗi 1 A A 50 50 110 B, E B 70 120 40 0 C, D, E E 35 155 5 2 C, D, H C 90 90 70 D, H D 50 140 20 15 3 F, H F 60 60 100 G, H G 80 140 20 15 4 H H 40 40 120 I I 65 105 55 50
Nhịp dây chuyền thực tế: r = max {ri} = 155 IT = 80 Nhịp dây chuyền thực tế theo cách sắp xếp trên là:
r = max {ri} = max {155, 140, 140, 105} = 155 giây/sp. Thời gian nhàn rỗi của dây chuyền là:
80 540 155 4 t r n IT 9 1 i i = − × = − × = ∑ = giây.
Tỷ lệ thời gian nhàn rỗi của dây chuyền là:
%IT = 100×IT/nr (%) = (100×80)/(4×155) = 12,9%
Hiệu năng của dây chuyền (E):
1 , 87 620 / 540 nr / t E=∑ i = = %
Như vậy nhịp dây chuyền thực tế không vượt quá nhịp dây chuyền mục tiêu (160 giây/sp) và cụ thể được xác định là 155 giây/sp. Điều đó có nghĩa năng suất thực tế vượt năng suất dự kiến (năng suất thực tế bằng năng suất dự kiến khi nhịp dây chuyền thực tế bằng nhịp dây chuyền mục tiêu). Thời gian nhàn rỗi trên mỗi nơi làm việc là chênh lệch giữa nhịp dây chuyền thực tế với tổng thời gian thực hiện trên nơi làm việc. Trên đây ta bố trí công việc chỉ đơn thuần dựa vào lượng thời gian cần thiết của mỗi công việc. Ngoài ra, để đảm bảo dây chuyền hoạt động hiệu quả, cần phải xem xét đến các yếu tố khác có thể ảnh hưởng như:
Kỹ năng cần thiết để hoàn thành các công việc có thể sẽ khác nhau, nên không thể bố trí các công việc này cho cùng một công nhân (trừ khi việc bố trí và đào tạo quá khó khăn).
Một vài qui trình chế tạo không phù hợp với nhau phải được bố trí tại các khu vực khác nhau.
Ngoài các yếu tố kỹ thuật và vật lý, việc bố trí đôi khi còn phải xem xét yếu tố tâm sinh lý nữa.