Tác giả Hồ Quốc Dũng [2] đã áp dụng phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí vào để cân bằng dây chuyền may sản phẩm quần Short. Các bước của giải thuật RPW trong bài viết như sau:
Bước 1. Xây dựng sơ đồ ưu tiên
Bước 2. Đối với mỗi công đoạn được biểu diễn là một nút ở trên sơ đồ ưu tiên, ta xác định trọng số RPW cho các nút (công đoạn) đó. Để tính RPW cho mỗi nút (công đoạn), ta xác định các lộ trình từ công đoạn dự định tính RPW đến công đoạn cuối cùng dựa trên sơ đồ ưu tiên. Tính tổng thời gian thực hiện các công đoạn trên các lộ trình này. RPW được xác định bằng tổng thời gian thực hiện các công đoạn trên lộ trình có tổng thời gian thực hiện là lớn nhất.
Bước 3. Xếp hạng các công đoạn theo thứ tự giảm dần của RPW, tức là công đoạn xếp thứ hạng đầu tiên là công đoạn có chỉ số RPW lớn nhất.
Bước 4. Công đoạn bắt đầu là công đoạn có thể thực hiện ngay mà không có ràng buộc nào, tức là để thực thi công đoạn này không yêu cầu phải thực hiện trước bất kỳ công đoạn nào. Gán các công đoạn bắt đầu vào danh sách chuẩn bị gán. Sắp xếp các công đoạn trong danh sách chuẩn bị gán theo thứ tự giảm dần của chỉ số RPW.
25 bố trí vào trạm làm việc.
Bước 6. Kiểm tra tổng thời gian thực hiện các công đoạn tại trạm làm việc (gọi tắt là thời gian làm việc của trạm)
– Nếu thời gian làm việc của trạm nằm trong khoảng thời gian chu kỳ thì gán công đoạn này vào trạm làm việc và chuyển sang bước 7 để cập nhật lại danh sách chuẩn bị gán.
– Nếu thời gian làm việc của trạm này vượt quá khoảng thời gian chu kỳ c thì sử dụng công đoạn có RPW nhỏ hơn trong danh sách chuẩn bị gán. Trở lại bước 6. Nếu tất cả các công đoạn trong danh sách chuẩn bị gán khi gán vào trạm đều dẫn đến thời gian làm việc của trạm vượt quá thời gian chu kỳ thì kết thúc việc gán công đoạn cho trạm này và chuyển sang thực hiện gán công đoạn cho trạm làm việc tiếp theo.
Bước 7. Cập nhật lại danh sách chuẩn bị gán. Việc cập nhật lại danh sách chuẩn bị gán bao gồm ba việc:
– Xóa công đoạn đã hoàn thành việc gán vào trạm làm việc ra khỏi danh sách chuẩn bị gán.
– Bổ sung những công đoạn thỏa mãn điều kiện ràng buộc trong sơ đồ ưu tiên. Những công đoạn này là những công đoạn có thể thực hiện ngay sau khi các công đoạn bị xóa khỏi danh sách ở Bước 7.1 đã thực hiện xong.
– Sắp xếp lại danh sách chuẩn bị gán theo thứ tự giảm dần của RPW.
Bước 8. Thực hiện lại Bước 5 cho đến khi công đoạn cuối cùng được gán vào các trạm làm việc.
Trong nghiên cứu này, quá trình may một chiếc quần short được phân chia thành 73 công đoạn và sau khi áp dụng giải thuật RPW thu được kết quả có hiệu suất chuyền LE = 84% và chỉ số trơn SI = 246,98. Đây là chỉ số khá cao trong việc bố trí chuyền, vượt trội so với các phương pháp thủ công làm bằng kinh nghiệm.
Tác giả Santosh T. Ghutukade và cộng sự [15] đã đưa ra trong bài viết của mình nghiên cứu áp dụng phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí để cân bằng dây chuyền sản xuất máy ép hạt điều bao gồm 15 nguyên công. Trong nghiên cứu này, các bước liên quan đến phương pháp RPW như sau:
26
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 không vi phạm nguyên tắc phối hợp các nguyên công về thời gian 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.
Sau khi áp dụng phương pháp trọng số vị trí, sản xuất máy ép hạt điều được thực hiện trên 4 nguyên công sản xuất do đó thời gian cần thiết để lắp ráp máy cuối cùng được giảm xuống với số nhân công sẵn có.
Mục đích chính của bài báo này là trình bày việc áp dụng phương pháp RPW để phát triển dây chuyền lắp ráp và cân bằng nó. Với nghiên cứu này, người ta thấy rằng phương pháp RPW càng hữu ích khi dữ liệu có sẵn càng ít. Một lần nữa với sự trợ giúp của phương pháp RPW, người ta có thể tìm ra cách để đồng bộ hóa công việc tại các chỗ làm việc cho quy trình và trình tự công việc. Nên sự tắc nghẽn của các cụm có thể được giảm bớt. Trong nghiên cứu điển hình này số lượng máy móc đã được quyết định và các bố trí thích hợp đã được đề xuất dựa trên phương pháp RPW. Trước khi triển khai theo phương pháp RPW thì tỷ lệ sản xuất là 26 máy/tháng. Và sau khi triển khai phương pháp RPW, tỷ lệ sản xuất đã tăng 38% với 36 máy/ tháng. Điều này chứng tỏ, phương pháp RPW có hiệu quả tương đối tốt với những dây chuyền lắp ráp có lượng nguyên công nhỏ.
Trong nghiên cứu của tác giả S. H. Eryuruk cùng cộng sự [14], hai phương pháp cân bằng chuyền là “Phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí” được phát triển bởi Helgeson và Birnie và “Phương pháp cân bằng chuyền xác suất” được phát triển bởi El-Sayed và Boucher được áp dụng để giải quyết vấn đề cân bằng dây chuyền lắp ráp cho hai sản phẩm quần âu. Mục đích của
27 nghiên cứu này là so sánh hiệu quả của hai phương pháp cân bằng chuyền.
Hình 1.11 Hình ảnh hai sản phẩm quần âu trong nghiên cứu của Eryuruk [14]
Đối với phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí, phương pháp này được phát triển bởi Helgeson và Birnie năm 1961. Trong phương pháp này, giá trị trọng số vị trí của từng hoạt động được xác định. Giá trị trọng số vị trí của một thao tác thu được bằng cách tính tổng thời gian hoạt động và các thao tác sau nó, tiếp theo xem xét với thời gian của các thao tác khác, chúng sẽ được sắp xếp theo thứ tự giảm dần trọng số. Thao tác nào có trọng số vị trí lớn hơn được phân bổ trước sao cho không làm ảnh hưởng đến hành trình công nghệ, và phân bổ đến thao tác cuối cùng.
Đối với phương pháp cân bằng chuyền xác suất, trong phương pháp này lập ma trận P (ma trận các nguyên công trước) và ma trận F (ma trận các nguyên công sau), sau đó nguyên công nào có ma trận P (0 0 0) thì được ưu tiên phân bổ trước sao cho không làm ảnh hưởng đến hành trình công nghệ và được phân bổ đến ma trận P cuối cùng.
Nhóm tác giả đã dùng các chỉ tiêu đánh giá như hiệu suất chuyền LE, giá trị mất cân bằng chuyền BL, số công nhân trên chuyền để đánh giá hiệu quả cân bằng chuyền giữa hai phương pháp. Kết quả cho thấy phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí được áp dụng dễ dàng hơn và có kết quả cân bằng chuyền cao hơn phương pháp cân bằng xác suất.
Tác giả K Syahputri và cộng sự [10] đã áp dụng phương pháp Moodie Young hay còn gọi là phương pháp cân bằng chuyền theo thời gian gia công dài nhất vào chuyền sản xuất xe tải chở hàng. Phương pháp này 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
28
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 quy trình 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 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 định mức nhỏ hơn thời gian định mức tại chỗ làm việc có thời gian cao nhất, sắp xếp các nguyên công với điều kiện không vi phạm quy tắc sơ đồ quy trình công nghệ, và đánh giá cho đến khi không còn các nguyên công cần di chuyển.
Kết quả tính toán bằng phương pháp Moodie Young làm tăng hiệu suất chuyền lên 75% so với phương pháp thực tế. Phương pháp này cũng làm giảm giá trị mất cân bằng chuyền từ 53,86% xuống 19,18% trong khi chỉ số độ trơn là 597,57, số chỗ làm việc giảm từ 7 chỗ xuống còn 4 chỗ. Có thể kết luận rằng phương pháp Moodie Young tốt hơn phương pháp thực tế.
Trong nghiên cứu của tác giả Mücella GÜNER và các cộng sự [12] đã thực hiện cân bằng dây chuyền sản xuất áo T-Shirt bao gồm 10 nguyên công bằng 05 phương pháp Heuristic bao gồm:
Phương pháp cân bằng chuyền theo thời gian gia công dài nhất được hoạt động như sau: Các nguyên công được xếp hạng theo thời gian gia công từ cao nhất đến thấp nhất, nguyên công nào có thời gian gia công lớn hơn được phân bổ trước sao cho tuân theo hành trình công nghệ và không vi phạm các nguyên tắc phối hợp các nguyên công về mặt thời gian. Phân bổ các nguyên công vào các vị trí làm việc cho đến khi không còn nguyên công nào chưa được phân bổ.
Phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí được thực hiện như sau: Xác định trọng số vị trí cho mỗi nguyên công, sắp xếp các nguyên công theo thứ tự giảm dần trọng số vị trí. Phân bổ các nguyên công vào các vị trí làm việc sao cho nguyên công nào có trọng số vị trí cao hơn thì được phân bổ trước và tuân thủ theo hành trình công nghệ may. Lặp lại bước phân bổ các nguyên công sao cho tất cả các nguyên công đều được phân bổ vào các vị trí làm việc.
29 được thực hiện như sau: Các nguyên công được sắp xếp theo thứ tự thời gian gia công từ thấp nhất đến cao nhất, nguyên công nào có thời gian gia công thấp hơn được ưu tiên phân bổ trước sao cho không vi phạm các nguyên tắc phối hợp nguyên công về mặt thời gian và tuân thủ hành trình công nghệ may. Lặp lại bước phân bổ các nguyên công cho đến khi tất cả các nguyên công đều được phân bổ.
Phương pháp cân bằng chuyền theo công việc theo sau nhiều nhất
được thực hiện như sau: Các nguyên công được xếp hạng theo số lượng nguyên công theo sau từ cao nhất đến thấp nhất, nguyên công nào có số lượng công việc theo sau nhiều hơn được ưu tiên phân bổ trước mà không vi phạm các nguyên tắc phối hợp nguyên công về mặt thời gian và tuân thủ hành trình công nghệ. Lặp lại bước phân bổ các nguyên công cho đến khi tất cả các nguyên công đều được phân bổ.
Phương pháp cân bằng chuyền theo công việc theo sau ít nhất được thực hiện như sau: Các nguyên công được xếp hạng theo số lượng nguyên công theo sau từ thấp nhất đến cao nhất, nguyên công nào có số lượng công việc theo sau ít hơn được ưu tiên phân bổ trước mà không vi phạm các nguyên tắc phối hợp nguyên công về mặt thời gian và tuân thủ hành trình công nghệ. Lặp lại bước phân bổ các nguyên công cho đến khi tất cả các nguyên công đều được phân bổ.
Kết quả sau khi áp dụng 05 phương pháp cân bằng chuyền được so sánh dựa trên hiệu suất dây chuyền LE, tuy nhiên do sản phẩm nghiên cứu có số công đoạn quá ít chỉ có 10 công đoạn nên không đưa ra được phương pháp cân bằng chuyền hợp lý nhất. Do đó, Mücella GÜNER đã đưa ra phương pháp cải tiến dựa trên phương pháp cân bằng chuyền theo thời gian gia công dài nhất nhưng cho phép hình thành các nguyên công sản xuất bội nghĩa là có từ hai chỗ làm việc giống nhau và song song trên dây chuyền may. Phương pháp cải tiến này đã cho ra kết quả hiệu suất cân bằng chuyền cao hơn 05 phương pháp trước đó.
Trong nghiên cứu của tác giả Riyadh Mohammed Ali Hamza và cộng sự [13] đã nghiên cứu quy trình bố trí dây chuyền lắp ráp hộp số hai giai đoạn (2SGB) bao gồm 15 nguyên công. Ba phương pháp cân bằng chuyền được áp
30
dụng là phương pháp xếp hạng theo trọng số vị trí, phương pháp quy tắc lớn nhất và phương pháp Kilbridge và Wester.
Hình 1.12 Hình ảnh các thành phần lắp ráp hộp số hai giai đoạn [13]
- Phương pháp quy tắc lớn nhất (LCR):
Được biết đến như mục đích chính của cân bằng dây chuyền là phân phối tổng khối lượng công việc trên dây chuyền lắp ráp đồng đều nhất có thể, mặc dù thực tế không thể có được sự cân bằng chuyền hoàn hảo giữa các công nhân. Sau đó nó là vai trò của cân bằng chuyền hiệu quả liên quan đến sự khác biệt về thời gian tối thiểu của yếu tố công việc hợp lý và các ràng buộc về ưu tiên giữa các nguyên công. Quy tắc lớn nhất tính đến các nguyên công được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về thời gian gia công như phương pháp theo nguyên tắc thời gian gia công lớn nhất.
- Phương pháp Kilbridge và Wester (KWC):
Phương pháp Kilbridge và Wester (cột) là một trong các phương pháp heuristic lựa chọn các nguyên công để phân bổ cho các chỗ làm việc theo vị trí của chúng trong sơ đồ phân tích quy trình công nghệ. Phương pháp này được biết đến với độ tin cậy trong việc khắc phục những khó khăn chẳng hạn như gặp phải trong phương pháp quy tắc lớn nhất trong đó một nguyên công có thể được chọn liên quan đến giá trị thời gian gia công lớn nhưng nằm bất kỳ vị trí nào trong sơ
31 đồ phân tích. Tuy nhiên trong phương pháp Kilbridge và Wester, các nguyên công được chia theo các cột và dựa vào đó ta có thể dễ dàng phân bổ chúng vào các chỗ làm việc.
Hình 1.13 Hình các nguyên công được xếp vào các cột theo phương pháp Kilbridge và Wester [13]
- Phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí:
Phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí được Helgeson và Birnie giới thiệu vào năm 1961, đó là giá trị được tính cho từng nguyên công trong hệ thống các nguyên công, trọng số RPW cho mỗi nguyên công là tổng thời gian gia công của nó và các nguyên công theo sau nó trong sơ đồ phân tích hành trình công nghệ.
Kết quả sau khi cân bằng dây chuyền sản xuất hộp số hai giai đoạn bằng 03 phương pháp trên cho thấy tối ưu hóa được tỷ lệ sản xuất, xác định được cách bố trí chuyền nào có thể mang lại hiệu suất tối hơn và chi phí bán hàng cần thiết. Phương pháp cân bằng chuyền hợp lý nhất được tìm ra là phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí, trung bình tổng thời gian tại các chỗ làm việc là 4,25 phút và số chỗ làm việc là 4, mỗi chỗ làm việc 1 công nhân. Hiệu quả cân bằng dây chuyền là 0,964 và hiệu quả lao động là 0,8884.
Tác giả Đinh Mai Hương [3] đã nghiên cứu tối ưu cân bằng dây chuyền công nghiệp may đối với sản phẩm dệt kim. Sản xuất sản phẩm may theo dây chuyền đem lại hiệu quả kinh tế cao do được chuyên môn hóa công việc. Để dây chuyền hoạt động được nhịp nhàng thì phải phân chia khối lượng công việc của
32