CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ HOẠT ĐỘNG BỐ TRÍ MẶT BẰNG
3.1 Quan điểm bố trí mặt bằng
Nhƣ đã phân tích ở phần trƣớc, tiêu chí chi phí vận chuyển nguyên vật liệu là tiêu chí hết sức quan trọng, nó là thƣớc đo ý nghĩa nhất cho việc xác định hiệu quả của mặt bằng nhà máy. Vì theo nhƣ Tompkins và các đồng sự, chi phí vận chuyển nguyên vật liệu chiếm 20% đến 50% tổng chi phí vận hành và 15% đến 70% tổng chi phí sản xuất ra một sản phẩm. Mặt bằng hiện trạng đƣợc bố trí khơng phù hợp với quy trình cơng nghệ của sản phẩm. Và khoảng cách di chuyển nguyên vật liệu giữa những trạm có mối quan hệ cao cịn tƣơng đối xa. Do đó, một số quan điểm về bố trí mặt bằng đƣợc cho bên dƣới:
Cực tiểu tổng chi phí vận chuyển và chi phí tái bố trí các trạm;
Mặt bằng đƣợc bố trí phù hợp với quy trình cơng nghệ sản phẩm;
Các trạm có thể đổi vị trí cho nhau đƣợc. 3.2 Ứng dụng kỹ thuật ủ kim loại (SA)
Dữ liệu đầu vào của kỹ thuật gồm: ma trận dòng, ma trận khoảng cách, (ma trận khoảng cách)*A, chi phí sắp xếp lại các trạm đƣợc cho ở phụ lục A. Code C đƣợc cho ở phụ lục B. Kết quả chi tiết của 10 lần chạy ở bên bảng dƣới:
Bảng 3.1 Kết quả ứng dụng kỹ thuật SA
Lần Tổng chi phí ban đầu (A) Tổng chi phí sau khi tái bố trí (B) (A-B)/A
1 15,586,635 7,945,570 49.02% 2 15,586,635 7,928,318 49.13% 3 15,586,635 7,995,596 48.70% 4 15,586,635 7,985,130 48.77% 5 15,586,635 7,953,263 48.97% 6 15,586,635 7,963,433 48.91%
7 15,586,635 7,978,197 48.81%
8 15,586,635 7,995,937 48.70%
9 15,586,635 7,988,443 48.75%
10 15,586,635 7,831,335 49.76%
Trung bình 48.95%
Sau 10 lần chạy, kết quả lần chạy thứ 10 tốt nhất giảm 49.76% chi phí so với tổng chi phí ban đầu và đƣợc chọn làm phƣơng an tái bố trí. Chi phí vận chuyển nguyên vật liệu của mặt bằng hiện trạng là 15.586.635 đồng, sau khi sắp xếp các trạm lại ở lần chạy thứ 10 của kỹ thuật SA thì tổng chi phí sắp xếp lại và chi phí vận chuyển nguyên vật liệu là 7.831.335 đồng. Nhƣ vậy, với phƣơng án sắp xếp các trạm lại ở lần chạy thứ 10 thì tổng chi phí giảm 7.755.300 đồng. Với hiệu quả kinh tế nhƣ vậy, giải pháp hồn thiện bố trí mặt bằng cần thực hiện gấp. Trong kỹ thuật ủ kim loại này để tái bố trí mặt bằng xƣởng sản xuất khn mẫu, trung bình, kết quả giảm 48.95% so với tổng chi phí ban đầu. Kết quả này cho thấy mặt bằng hiện trạng không hợp lý. Sau đây là lời giải mặt bằng của 10 lần chạy trên:
Bảng 3.2 Bảng các phƣơng án mặt bằng của kỹ thuật SA Lần Phƣơng án mặt bằng Hiện trạng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 1 37 17 31 28 26 24 22 15 21 20 29 33 30 18 19 23 25 27 16 36 13 6 32 8 4 35 5 2 9 3 14 34 7 10 11 12 1 2 32 17 33 28 20 22 21 37 26 25 24 31 29 27 17 34 23 30 6 3 15 18 8 2 7 35 14 5 10 4 9 36 16 11 12 13 1 3 2 27 31 26 25 32 22 36 5 23 30 29 24 20 19 37 8 21 17 14 28 33 4 9 7 3 11 10 12 6 16 35 18 13 15 1 34 4 3 27 29 30 23 22 8 19 21 25 5 32 2 24 34 26 36 37 33 14 31 28 9 11 4 20 12 10 7 13 16 35 15 6 18 17 1 5 3 27 29 32 25 22 2 20 21 37 5 30 8 24 34 26 36 23 33 14 28 31 9 11 4 35 12 10 7 13 16 19 15 6 18 17 1 6 3 27 31 21 25 32 22 19 2 23 30 29 24 20 34 37 8 26 33 14 28 5 9 11 4 36 12 10 7 13 16 35 15 6 18 17 1 7 27 8 29 22 25 24 33 34 30 20 31 21 28 32 23 37 19 26 4 17 5 2 18 1 16 3 15 6 11 13 12 35 7 10 9 14 36 8 32 15 31 18 26 24 27 37 21 20 33 28 29 17 1 25 22 19 16 36 13 6 30 8 11 23 5 7 10 2 4 34 12 9 14 3 35 9 32 17 33 24 21 22 27 37 30 19 29 31 28 26 25 34 23 20 6 8 18 15 2 3 7 35 14 5 10 9 4 36 16 11 12 13 1 10 15 37 31 21 20 27 26 34 18 25 33 28 24 22 23 1 17 19 29 13 30 32 12 11 6 35 16 10 7 9 4 36 14 5 2 8 3
Theo Bảng 3.1, mặt bằng hiện trạng đƣợc xếp thứ tự từ 1 đến 37, có nghĩa là trạm thứ 1 ở vị trí thứ nhất, trạm thứ 2 ở vị trí thứ 2…và trạm 37 ở vị trí 37. Mặt bằng ở lần chạy thứ 1 (37, 17, 31…1) có nghĩa là: trạm thứ 1 đƣợc bố trí ở vị trí 37, trạm 2 đƣợc bố trí ở vị trí 17, trạm 3 đƣợc bố trí ở vị trí 31…và cuối cùng trạm 37 đƣợc bố trí ở vị trí 1. Cịn mặt bằng ở lần chạy thứ 10 (15, 37, 31…3) có nghĩa là: trạm thứ 1 đƣợc bố trí ở vị trí 15, trạm 2 đƣợc bố trí ở vị trí 37, trạm 3 đƣợc bố trí ở vị trí 31…và cuối cùng trạm 37 đƣợc bố trí ở vị trí 3 và đƣợc chọn để tái bố trí.
Mặt bằng sau khi tái bố trí bằng kỹ thuật ủ kim loại ở lần chạy thứ 10 đƣợc phát thảo bên dƣới:
CNC5 PHAY 7 CNC3 CNC7 CNC10 CNC1 CNC4 WC2 EDM4 EDM3 WC1 WC3 EDM2 EDM1 MÀI 7 MÀI 1 PHAY 2 PHAY 3 PHAY 4 PHAY 5 PHAY 6 PHAY8 CƯA TIỆN 1
TIỆN 2 MÀI 6 PHAY 9
MÀI 4 MÀI 5 PHAY 1 CNC9 6 CNC2 KHOAN QC PHÒNG QUẢN LÝ LẮP RÁP ĐÁNH BÓNG 6 6 6 2 .5 2 2 3 2 .5 3 3 3 2 7 6 2 .5 2 .5 2 .5 2 .5 2 .5 2 .5 2 .5 2 .5 2 .5 4 .5 4.5 2.5 8 4 5 3 3 3 2 3 3 3 3 4
3.3 Giải pháp hồn thiện hoạt động bố trí mặt bằng
Nhƣ phân tích ở phần trƣớc, tổng chi phí bố trí giảm 7.755.300 đồng nếu chọn phƣơng án sắp xếp các trạm ở lần chạy thứ 10. Từ mặt bằng ban đầu (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37), ứng dụng kỹ thuật ủ kim loại cho ra phƣơng án tốt nhất ở lần chạy thứ 10 (15, 37, 31, 21, 20, 27, 26, 34, 18, 25, 33, 28, 24, 22, 23, 1, 17, 19, 29, 13, 30, 32, 12, 11, 6, 35, 16, 10, 7, 9, 4, 36, 14, 5, 2, 8, 3). Tất cả cả trạm đều thay đổi vị trí cho nhau ngoại trừ trạm 17, nên chi phí tái bố trí tất cả các trạm đƣợc tính (khơng tính trạm 17). Hiện tại, Cơng Ty có đủ thiết bị để di chuyển 1 trạm. Do đó, giải pháp thứ nhất là di chuyển 1 trạm tại một thời điểm, sau đó di chuyển tiếp trạm kế tiếp.
Chi phí tái bố trí 5,974,359 đồng Cách tính xem phụ lục A Thời gian thực hiện 37 giờ Cách tính xem phụ lục A Tổng số ngƣời tái bố trí 238 ngƣời Cách tính xem phụ lục A
Vậy để thực hiện phƣơng án trên, công ty cần trung bình 238/36 = 6.6 ngƣời di chuyển trạm trong 1 giờ, và mất khoảng 3 ngày (37/12 = 3.08 ngày) để hoàn tất di chuyển tất cả các máy. Sau khi mặt bằng đƣợc tái bố trí chi phí tái bố trí ƣớc lƣợng khoảng 5,974,359 đồng.
Với phƣơng án trên, hoạt động bố trí mặt bằng ảnh hƣởng ít đến tiến độ gia cơng vì q trình này đƣợc thực hiện từng máy nối tiếp nhau.
Giải pháp thứ hai là hoạt động tái bố trí thực hiện đồng loạt cho tất cả các trạm. Với giải pháp này, cơng ty chi có 44 ngƣời tham gia đƣợc sắp xếp lại các trạm. Trung bình 1 trạm cần 238/36 = 6.6 ngƣời sắp xếp lại. Vậy cơng ty có khả năng sắp xếp 44/6.6 = 6.6 trạm (6 trạm) đồng loạt trong 1 giờ. Do đó, cơng ty phải thuê thêm 5 bộ thiết bị hỗ trợ cho hoạt động sắp xếp lại các trạm và giá thuê
mƣớn 500.000 đồng cho 5 bộ thiết bị đó trong 1 ngày. Với khả năng đó, cơng ty sẽ hồn thành cơng tác sắp xếp tất cả các trạm trong 6 giờ (36/6). Chi phí sắp xếp các trạm là 6,474,359 đồng sẽ tăng hơn phƣơng án thứ nhất vì huy động nhiều ngƣời trong cùng một thời điểm, và sẽ ảnh hƣởng đến tiến độ toàn xƣởng sản xuất. Bảng bên dƣới sẽ so sánh chi tiết các giải pháp.
Các tiêu chí Giải pháp 1 Giải pháp 2
Chi phí thực hiện 5,974,359 đồng 6,474,359 đồng Tổng thời gian thực hiện 3 ngày 1 ngày (6 giờ) Ảnh hƣởng tiến độ ít Nhiều
Từ bảng trên, giải pháp 1 hiệu quả hơn giải pháp 2 là chi phí thực hiện sắp xếp lại các trạm thấp hơn (500.000 đồng) và tiến độ ít bị ảnh hƣởng hơn giải pháp 2. Tóm tắt chƣơng 3: Với quan điểm bố trí mặt bằng nhƣ cực tiểu tổng chi phí vận chuyển và chi phí tái bố trí các trạm, mặt bằng đƣợc bố trí phù hợp với quy trình cơng nghệ sản phẩm, các trạm có thể đổi vị trí cho nhau đƣợc thì kỹ thuật ủ kim loại đƣợc ứng dụng phù hợp để tái bố trí mặt bằng. Tổng chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và chi phí tái bố trí sau khi tái bố trí giảm ấn tƣợng so với tổng chi phí ban đầu bằng ứng dụng kỹ thuật ủ kim loại để tái bố trí mặt bằng sản xuất. Cuối cùng, giải pháp thực hiện kết quả đó đƣợc làm rõ.
KẾT LUẬN
Trong phần nghiên cứu sơ bộ về thực trạng mặt bằng, cho thấy sự bố trí khơng hợp lý giữa các trạm, đặc biệt là mặt bằng hiện trạng bố trí khơng phù hợp với quy trình cơng nghệ sản phẩm. Nhƣng với kết quả của kỹ thuật ủ kim loại để giải quyết bài tốn mặt bằng tại xƣởng cơ khí khn mẫu của cơng ty Minh Đạt cho thấy trung bình tổng chi phí giảm 48.95% so với tổng chi phí ban đầu. Kết quả ấn tƣợng này càng cho thấy sự bố trí khơng hợp lý giữa các trạm và sự tái bố trí là điều cần thiết.
Tổng chi phí vận chuyển và tái bố trí khi ứng dụng kỹ thuật ủ kim loại ở lần chạy thứ 10 là 7,831,335 đồng, giảm 49.76% so với tổng chi phí vận chuyển ban đầu. Đây là kết quả thấp nhất (trong 10 lần chạy, có thể thêm số lần chạy) và là kết quả cực tiểu tổng chi phí vận chuyển và chi phí tái bố trí ở xƣởng cơ khí khn mẫu thơng qua kỹ thuật ủ kim loại. Với kết quả này, luận văn chọn làm phƣơng án tái bố trí vì kết quả tốt nhất.
Với kết quả giảm 49.76% so với tổng chi phí vận chuyển ban đầu, nó chỉ phản ánh một nào chi phí bố trí mặt bằng khơng hợp lý mà công ty phải chịu. Nếu xét về chi phí kinh tế mà mặt bằng hiện tại gây ra do bố trí khơng hợp lý thì chi phí mà cơng ty phải chịu cịn nhiều hơn. Vì khi mặt bằng bố trí khơng hợp lý, quãng đƣờng vận chuyển nguyên vật liệu dài hơn, nên tốn thời gian gia công sản phẩm, ảnh hƣởng đến tiến độ, chất lƣợng và đầu ra sản phẩm. Và kết quả, trễ đơn hàng thƣờng xuyên ở công ty trong điều kiện khách hàng yêu cầu sản phẩm chất lƣợng và thời gian giao hàng ngắn. Do đó, chi phí bồi thƣờng hợp đồng do trễ đơn hàng khơng thể tránh khỏi và xa hơn uy tín cơng ty bị suy giảm.
Ứng dụng kỹ thuật ủ kim loại để tái bố mặt bằng đã khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của việc ứng kỹ thuật truyền thống để tái bố trí mặt bằng ở chỗ: kỹ
thuật ủ kim loại chấp nhận cặp thay đổi khơng cải thiện (tổng chi phí vận chuyển và chi phí tái bố trí của mặt bằng vừa thay đổi nhỏ hơn hơn tổng chi phí vận chuyển và chi phí tái bố của mặt bằng hiện tại) bằng cách so sánh xác suất chấp nhận cặp không cải thiện (P) với giá trị x đƣợc phát sinh từ phân bố U(0,1). Với cách làm đó, kỹ thuật đã hạn chế đƣợc rất nhiều hội tụ đến lời giải cục bộ và tìm đƣợc lời giải tốt hơn, tiến về lời giải tồn cục.
Với quan điểm các trạm có thể thay đổi vị trí cho nhau, thì mặt bằng hiện trạng của xƣởng cơ khí khn mẫu chấp nhận đƣợc vì các trạm có thể điều chỉnh kích thƣớc dài, rộng (diện tích) trong giới hạn của nó sao cho thỏa mãn điều kiện vị trí đƣợc phân bổ của từng trạm, tính thẩm mỹ và hiệu quả của xƣởng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
Hồ Thanh Phong , 2003. Quản lý sản xuất. Giáo trình giảng dạy. Trƣờng đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh.
Tiếng Anh
Apple, J. M, 1977. Plant Layout and Material Hangdling, 3rd edition. John Wiley&Sons, Inc., New York.
Armour, G.C and Buffa, E.S, 1963. A heuristic algorithm anh simulation approach to relative location of facilities. Management Science, Vol. 39, No.
1, pp. 294 – 309.
Burkard, R.E, and Rendl, F., 1984. A Thermodynamically motivated Simulation Procedure for Combinatorial Optimization Problems. European Joural of Operation Research, Vol. 17, pp. 169 – 174.
Chaing, W.C, Chaing, C., 1998. Intelligent local research strategies for solving facility layout problems with the quadratic assignment problem formulation. European Joural of Operational research, Vol. 106, pp. 457 –
488.
Francis, R.L, McGinnis, Jr., White, J.A, 1992. Facility layout and location: an analytical approach. Englewood Cliffs, NJ: Prentice – Hall.
Immer, J.R, 1950. Layout Planning Techniques. McGraw – Hill Book
Company, New York.
Johnson, D.S, Aragon, C.R., McGeoch, L.A., anh Chevon, C, 1989.
Optimization by Simulated Annealing: An Experimental Evaluation, Part I, Gragh Partitioning. Operations Research, Vol. 37, No. 6, pp. 865 – 892.
Mallick, R. W., and J. H. Sansonetti, 1945. Adopt the Best in Layout: Case of
Westinghouse Electric Corporation. Factory Management and Maintence, Vol. 103, No. 8, p. 102-109.
Muther, R, 1961. Systematic Layout Planning. Industrial Education Institute, Boston.
Nadler, G, 1961. Work Design: A Systems Concept. Richard D. Irwin, Inc,
Homewood, IL.
Reed, R, 1961. Plant Layout: Factors, Principles, and Techniques. Richard
D. Irwin, Inc, Homewood, IL.
Tompkins, J.A, White, J.A, Bozer, Y.A, Frazelle, E.H, Tanchoco, J.M.A, anh Trevino, J, 1996. Facilities planning. NY: John Wiley & Sons, Inc.
PHỤ LỤC A. SỐ LIỆU VÀ DỮ LIỆU ĐẦU VÀO CỦA KỸ THUẬT Ủ KIM LOẠI
A.1. Các ma trận dòng, ma trận khoảng cách, (ma trận khoảng cách)*A và bảng ƣớc lƣợng chi phí sắp xếp các trạm:
Bảng 1.1 Bảng ma trận dòng di chuyển
TO 1 2 3 4 5 6 7 8 9
FROM CƢA KHOAN MÀI1 MÀI4 MÀI5 MÀI6 MÀI7 PHAY1 PHAY2
1 CƢA 0 0 0 0 0 0 0 0 88 2 KHOAN 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 MÀI1 0 80 0 0 0 0 0 0 174 4 MÀI4 0 146 0 0 0 0 0 0 68 5 MÀI5 0 0 0 0 0 0 0 0 50 6 MÀI6 0 0 0 0 0 0 0 0 102 7 MÀI7 0 0 0 0 0 0 0 0 92 8 PHAY1 0 0 4 0 0 0 0 0 0 9 PHAY2 0 0 98 82 144 72 2 0 0 10 PHAY3 0 0 60 90 66 86 86 0 0 11 PHAY4 0 0 164 202 86 68 170 0 0 12 PHAY5 0 0 242 144 94 114 152 0 0 13 PHAY6 0 0 152 112 100 58 134 0 0 14 PHAY7 0 0 102 116 108 64 70 0 0 15 PHAY8 0 0 86 72 80 2 0 0 0 16 PHAY9 0 0 10 10 44 62 0 0 0 17 TiỆN 1 0 0 20 20 28 92 0 0 34 18 TiỆN2 0 0 70 164 70 104 104 0 0 19 CNC1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20 CNC2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 21 CNC3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 22 CNC4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 23 CNC5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 CNC7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 25 CNC9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 26 CNC10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 27 EDM1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 28 EDM2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
29 EDM3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30 EDM4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 31 WC1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 32 WC2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 33 WC3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 34 QC 0 0 0 0 0 0 0 0 0 35 ĐB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 36 LR 0 0 0 0 0 0 0 0 0 37 QL 0 0 0 0 0 0 0 0 0 TO 10 11 12 13 14 15 16 17 18 FROM PH
AY3 PHA Y4 PHA Y5 PHA Y6 PHA Y7 PHA Y8 PHA Y9 TiỆN 1 TiỆN2
1 CƢA 80 186 140 84 0 0 4 80 76 2 KHOAN 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 MÀI1 66 174 216 106 106 0 0 0 0