35 những cơ hội song song đó là những thách thức đối với các doanh nghiệp. Các đơn hàng ngày càng đa dạng có sản phẩm đơn giản cũng có sản phẩm phức tạp, có đơn hàng số lượng nhiều nhưng bên cạnh đó cũng có những đơn hàng số lượng nhỏ lẻ. Yêu cầu của khách hàng ngày một cao như chất lượng sản phẩm phải cao, giá thành sản phẩm cũng như chi phí sản phẩm phải thấp, thời gian đặt hàng chặt chẽ hơn. Trong khi chi phí lao động ngày càng tăng cao, cạnh tranh nguồn lao động với các ngành nghề khác dẫn đến thiếu hụt lao động. Để cạnh tranh giữa các doanh nghiệp với nhau và cạnh tranh giữa ngành công nghiệp dệt may giữa các nước khác nhau buộc doanh nghiệp phải tìm các biện pháp tăng chất lượng sản phẩm và tăng năng suất lao động.
Ở các doanh nghiệp may Việt Nam hiện nay, hầu hết chưa có bộ phận nghiên cứu cân bằng chuyền trước khi dải chuyền đi vào sản xuất mà hầu hết vẫn còn dựa vào kinh nghiệm của Kỹ thuật viên dải chuyền. Do đó, sự lãng phí về máy móc, thời gian lao động và mặt bằng xưởng sản xuất là không thể tránh khỏi do không tính toán phương pháp cân bằng chuyền hợp lý trước đó.
Trong phạm vi nghiên cứu luận văn cao học, tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu phương pháp cân bằng chuyền may sản phẩm T-Shirt trong sản xuất công nghiệp” với mong muốn góp phần giải quyết vấn đề cân bằng chuyền tại các doanh nghiệp. Nội dung luận văn đi sâu vào nghiên cứu các phương pháp cân bằng chuyền và áp dụng các phương pháp đó với sản phẩm T-Shirt, sau đó tìm ra phương pháp cân bằng chuyền hợp lý nhất. Các doanh nghiệp có thể dựa vào lý thuyết các phương pháp cân bằng chuyền đưa ra trong luận văn để áp dụng với sản phẩm của doanh nghiệp mình từ đó nâng cao năng suất lao động, tránh lãng phí.
36
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 2.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của nghiên cứu đó là:
- Đưa ra quy trình may sản phẩm áo T-shirt.
- Áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền vào cân bằng chuyền may sản phẩm T-shirt.
- Đánh giá hiệu quả cân bằng chuyền dựa trên các chỉ tiêu đánh giá từ đó tìm ra phương pháp cân bằng chuyền hợp lý nhất đối với sản phẩm T-Shirt trong các phương pháp được nghiên cứu trong luận văn.
Nội dung nghiên cứu
Với tên đề tài đặt ra “Nghiên cứu phương pháp cân bằng dây chuyền may sản phẩm T-Shirt trong sản xuất công nghiệp”, luận văn sẽ có nội dung sau:
- Tìm hiểu các phương pháp cân bằng chuyền may và các bước thực hiện. - Tìm hiểu thông tin về sản phẩm T-Shirt và quy trình may sản phẩm này trong công nghiệp.
- Áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền tiến hành tính toán cân bằng dây chuyền may sản phẩm áo T-Shirt theo 5 phương pháp:
+ Phương pháp xếp hạng theo trọng số vị trí (RPW), phương pháp cân bằng xác suất (PLB).
+ Phương pháp cân bằng theo nguyên tắc thời gian gia công dài nhất (LTT). + Phương pháp cân bằng theo nguyên tắc công việc theo sau nhiều nhất (MFT).
+ Phương pháp cân bằng chuyền của Đại học Bách Khoa Hà Nội, tiến hành thực hiện cân bằng chuyền dựa theo thời gian định mức của các nguyên công công nghệ.
- Đánh giá, so sánh hiệu quả cân bằng dây chuyền may của 5 phương pháp trên cơ sở các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả cân bằng chuyền, từ đó xác định
37 phương pháp cân bằng chuyền hợp lý với sản phẩm T-Shirt và sơ đồ bố trí mặt bằng dây chuyền tương ứng.
2.2 Đối tượng nghiên cứu
Mô tả sản phẩm áo T-Shirt cơ bản
Sản phẩm áo T-Shirt nam ngắn tay cơ bản, dáng nửa bó sát dành cho nam giới, áo có túi ốp ngực ở thân trước, cổ bọc viền, gấu tay và gấu áo gập chần 2 kim, áo có tà xỏa 2 bên gấu. Vải sử dụng là Single Jersey có thành phần nguyên liệu: 85% Polyester và 15% Spandex, khối lượng: 180g/m2, chi số sợi vải: 40/2, vải co giãn 4 chiều.
Hình 2.1 Hình ảnh minh họa mô tả đặc điểm kỹ thuật sản phẩm áo T-Shirt
Đối tượng nghiên cứu sản phẩm áo T-shirt được áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền
Sản phẩm được chọn là sản phẩm áo T-Shirt cơ bản. Đây là sản phẩm có sản lượng lớn (trung bình khoảng 50.000 sản phẩm cho 1 đơn hàng sản xuất tại Việt Nam), sản phẩm đơn giản, dễ gia công rất thuận lợi cho việc áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền vào thực tế sản xuất.
Việc lựa chọn đối tượng áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền được thực hiện thông qua việc nghiên cứu các sản phẩm may, quy trình may sản phẩm và thời gian định mức. Tác giả nhận thấy rằng, sản phẩm T-Shirt là sản phẩm dễ áp dụng nhiều phương pháp cân bằng chuyền và nếu cho ra kết quả cân bằng chuyền tốt thì các doanh nghiệp có thể dễ dàng dựa vào sản phẩm cơ bản này để cân bằng chuyền may cho sản phẩm của doanh nghiệp mình.
38
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết các phương pháp cân bằng chuyền và các chỉ tiêu đánh giá
Các phương pháp cân bằng dây chuyền
Dây chuyền sản xuất (AL) lần đầu tiên được Henry Ford giới thiệu vào đầu những năm 1900. Nó được thiết kế để trở thành một cách sản xuất hiệu quả và năng suất cao. Dây chuyền lắp ráp cơ bản bao gồm một bộ NCSX được sắp xếp theo kiểu tuyến tính, với mỗi nguyên công kết nối với một thiết bị xử lý vật liệu. Sự chuyển động cơ bản của vật liệu thông qua một dây chuyền lắp ráp bắt đầu với một phần được đưa vào nguyên công đầu tiên với tốc độ đã xác định trước. Một nguyên công được coi là bất kỳ điểm nào trên dây chuyền lắp ráp, trong đó một nhiệm vụ được thực hiện trên một phần. Những nhiệm vụ này có thể được thực hiện bằng máy móc, robot, hoặc người công nhân [15].
Thời gian để hoàn thành một nhiệm vụ tại mỗi hoạt động được gọi là thời gian định mức. Thời gian chu kỳ của dây chuyền lắp ráp được xác định trước bởi một tỷ lệ sản xuất mong muốn. Tỷ lệ sản xuất này được thiết lập sao cho số lượng sản phẩm cuối cùng mong muốn được sản xuất trong một khoảng thời gian nhất định.
Khi thiết kế dây chuyền lắp ráp, các quy tắc sau đây phải được áp dụng đối với nhóm các yếu tố công việc [15]:
1. Mối quan hệ ưu tiên.
2. Số lượng các NCSX không được lớn hơn số lượng chỗ làm việc. Số lượng NCSX tối thiểu là một.
3. Thời gian chu kỳ lớn hơn hoặc bằng với thời gian tối đa của bất kỳ chỗ làm việc nào và thời gian của bất kỳ yếu tố công việc nào. Thời gian của chỗ làm việc không nên quá thời gian chu kỳ.
Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu một số các phương pháp cân bằng chuyền may tiêu biểu.
Phương pháp xếp hạng theo trọng số vị trí (Ranked Position Weight) [6], [14], [15]
39 Trong phương pháp này, “Giá trị trọng số vị trí xếp hạng” được xác định. Nó là tổng thời gian của nguyên công xác định và thời gian làm việc của các nguyên công khác mà không thể được lắp ráp mà không xem xét nguyên công đã hoàn thành. Trong khi xem xét thời gian chu kỳ và sơ đồ công nghệ ưu tiên, nguyên công có trọng số dao động lớn nhất được gán cho chỗ làm việc đầu tiên và các nguyên công khác được gán cho chỗ làm việc khác theo giá trị trọng số vị trí xếp hạng của chúng [14].
Trong phương pháp RPW, người ta có thể chỉ định chu kỳ thời gian và sau đó tính toán các nguyên công làm việc cần thiết cho dây chuyền sản xuất hoặc ngược lại. Điều này không thể được thực hiện bằng bất kỳ phương pháp cân bằng chuyền nào khác [15].
Các bước thực hiện của phương pháp RPW [6], [15]:
- Bước 1: Xây dựng sơ đồ hành trình công nghệ.
- Bước 2: Đối với mỗi nguyên công, xác định trọng số vị trí của nguyên công đó. Đó chính là tổng thời gian của hành trình dài nhất từ nguyên công đó đến nguyên công cuối cùng.
- Bước 3: Đánh giá trọng số vị trí của các nguyên công theo thứ tự giảm dần của chỉ số RPW.
- Bước 4: Sắp xếp các nguyên công vào chỗ làm việc. Chọn nguyên công có RPW lớn nhất trước và tiếp tục chọn đến các nguyên công tiếp theo sao cho tuân theo nguyên tắc của phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí và không vi phạm hành trình công nghệ.
- Bước 5: Lặp lại bước 4 cho đến khi tất cả các nguyên công được sắp xếp vào các chỗ làm việc.
Phương pháp cân bằng xác suất (Probabilistics Line Balancing Technique) [6]
Dựa vào sơ đồ phân tích quy trình sản phẩm, phương pháp cân bằng xác suất sử dụng hai ma trận là P và F cho từng NCCN. Trong đó P là ma trận các NCCN ưu tiên trước còn F là ma trận các NCCN theo sau. Tiến hành tổ chức phối hợp các NCCN thành các NCSX theo nguyên tắc: NCCN có ma trận P bằng 0 thì phân bổ trước, nếu nhiều hơn một nguyên công có giá trị P bằng 0, ưu tiên nguyên công có thời gian gia công lớn hơn trước, đồng thời đảm bảo các điều
40
kiện cơ bản của tổ chức phối hợp nguyên công. Tiếp tục tiến trình tổ chức NCSX cho đến khi tất cả các nguyên công đều đã được phân bổ thỏa mãn điều kiện nhịp dây chuyền. Ma trận P và ma trận F gồm 3 số trong dấu ngoặc đơn, ký hiệu: P (x y z); F (m n k). Trong đó: x, y, z là số thứ tự của NCCN phụ thuộc trước NCCN cần xây dựng ma trận; m, n, k là số thứ tự của NCCN phụ thuộc sau NCCN cần xây dựng ma trận. Ký hiệu ma trận P và F có thể là một trong các trường hợp sau:
- Đối với ma trận P :
+ Nguyên công Ai không có NCCN đứng trước. Ma trận P của Ai có ký hiệu : P (0 0 0).
+ Nguyên công Ai có 1 NCCN đứng trước là Ai-1. Ma trận P của Ai có ký hiệu : P (Ai-1 0 0).
+ Nguyên công Ai có 2 NCCN đứng trước là Ai-1, Ai-2. Ma trận P của Ai có ký hiệu : P (Ai-1 Ai-2 0).
+ Nguyên công Ai có 3 NCCN đứng trước là Ai-1, Ai-2, Bj. Ma trận P của Ai có ký hiệu : P (Ai-1 Ai-2 Bj).
- Đối với ma trận F :
+ Nguyên công Ai không có NCCN đứng sau. Ma trận F của Ai có ký hiệu : F (0 0 0).
+ Nguyên công Ai có 1 NCCN đứng sau là Ai+1. Ma trận F của Ai có ký hiệu : F (Ai+1 0 0)
+ Nguyên công Ai có 2 NCCN đứng sau là Ai+1, Ai+2. Ma trận F của Ai có ký hiệu : F (Ai+1 Ai+2 0).
+ Nguyên công Ai có 3 NCCN đứng sau là Ai+1, Ai+2, Bk. Ma trận F của Ai có ký hiệu : F (Ai+1 Ai+2 Bk).
Từ đó chúng ta có được các bước thực hiện của phương pháp cân bằng xác suất như sau :
- Bước 1 : Xây dựng sơ đồ phân tích quy trình công nghệ.
- Bước 2 : Lập ma trận P và ma trận F cho từng nguyên công công nghệ.
- Bước 3 : Tiến hành tổ chức phối hợp các NCCN thành các NCSX theo nguyên tắc : NCCN có ma trận P bằng 0 thì phân bổ trước, nếu nhiều
41 hơn một nguyên công có giá trị P bằng 0, ưu tiên nguyên công có thời gian gia công lớn hơn trước, đồng thời đảm bảo các điều kiện cơ bản của tổ chức phối hợp nguyên công
- Bước 4 : Tiếp tục tiến trình tổ chức NCSX cho đến khi tất cả các nguyên công đều đã được phân bổ thỏa mãn điều kiện nhịp dây chuyền
Phương pháp cân bằng theo nguyên tắc thời gian gia công dài nhất (Longest Task Time) [6], [10]
Phương pháp này được phát triển bới Moodie – Young bao gồm hai giai đoạn, cụ thể giai đoạn đầu tiên là thực hiện nhóm các chỗ làm việc mà các nguyên công tại chỗ làm việc đó tuân theo quy tắc dưới dạng hai nguyên công có thể được chọn thì chọn nguyên công có thời gian lớn hơn. Các yếu tố làm việc được đặt lên hàng đầu. Trong giai đoạn này, một sơ đồ ưu tiên dựa trên ma trận các nguyên công trước đó được lập ra và nghiên cứu các yếu tố công việc. Sau đó thực hiện giai đoạn hai là phân bổ đều thời gian nhàn rỗi cho từng chỗ làm việc. Hoạt động này nhằm xác định thời gian lớn nhất và nhỏ nhất, xác định mục tiêu, xác định thời gian của các nguyên công có thời gian nhỏ hơn mục tiêu tại chỗ làm việc có thời gian cao nhất, di chuyển các nguyên công với điều kiện không vi phạm quy tắc sơ đồ ưu tiên, và đánh giá cho đến khi không còn các nguyên công cần di chuyển.
=> Từ đây ta có thể thấy được các bước thực hiện của phương pháp cân bằng chuyền theo nguyên tắc thời gian gia công dài nhất như sau :
Bước 1 : Lập sơ đồ hành trình công nghệ may sản phẩm
Bước 2 : Lập bảng sao cho các NCCN được sắp xếp theo thứ tự giảm dần thời gian định mức.
Bước 3 : Sắp xếp phối hợp các nguyên công vào các chỗ làm việc sao cho tuân thủ nguyên tắc nguyên công nào có thời gian định mức lớn hơn được sắp xếp trước, đồng thời đảm bảo tuân theo hành trình công nghệ và nguyên tắc phối hợp các nguyên công về thời gian.
Bước 4 : Tiến hành phối hợp cho đến khi tất cả các nguyên công đều được phân bổ tại các chỗ làm việc.
42
(Most Following Tasks) [6], [11]
- Các NCCN được xếp hạng theo số lượng nguyên công theo sau từ cao nhất đến thấp nhất [10].
- Các nguyên công được phối hợp dựa trên hai tiêu chí [11] : +) Thứ nhất, nguyên công đó có ít nguyên công phía trước nhất.
+) Thứ hai, ưu tiên nguyên công nào có nhiều nguyên công theo sau hơn thì được phối hợp trước.
-Nguyên công đã được phối hợp sẽ bị xóa khỏi danh sách phối hợp các nguyên công. Các nguyên công được phối hợp với nhau sao cho không vi phạm các nguyên tắc phối hợp nguyên công về mặt thời gian [11].
Từ đây, ta đưa ra các bước của phương pháp công việc theo sau nhiều nhất như sau [6] :
- Bước 1 : Xây dựng sơ đồ phân tích quy trình công nghệ.
- Bước 2 : Lập bảng thống kê số nguyên công theo sau của từng nguyên công công nghệ.
- Bước 3 : Sắp xếp các NCCN theo thứ tự giảm dần các nguyên công theo sau chính nó.
- Bước 4 : Phối hợp các NCCN thành NCSX dựa trên hai tiêu chí ưu tiên như sau :
+ Nguyên công đó có ít nguyên công phía trước nhất.
+ Ưu tiên nguyên công nào có nhiều nguyên công theo sau hơn thì được phối hợp trước.
- Bước 5 : Tiến hành phối hợp các nguyên công cho đến khi tất cả các nguyên công đều được phân bổ vào chỗ làm việc.
Phương pháp cân bằng chuyền may của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (HUST)
Đối với phương pháp này, sau khi lập được bảng quy trình công nghệ và sơ đồ quy trình gia công sản phẩm, chúng ta tiến hành các bước như sau :
-Bước 1 : Phối hợp các NCCN nhóm lắp ráp thành các NCSX dựa trên thời gian định mức và nhịp R sao cho không vi phạm các nguyên tắc phối hợp các nguyên công về mặt thời gian và tuân thủ hành trình công nghệ.
43 Nguyên tắc phối hợp các NCCN thành NCSX của dây chuyền [7]
Nguyên tắc 1 : Nội dung các nguyên công sản xuất được thực hiện trên cùng một thiết bị và được thực hiện bởi công nhân có cùng cấp