Các hình thức bảo trì - CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.3 Các hình thức bảo trì

Kể từ khi máy móc xuất hiện, nhu cầu về bảo trì thì nhu cầu về bảo dưỡng máy móc cũng dần được hình thành trong sản xuất. Bảo dưỡng máy móc phát triển từ cáo đến thấp từ chủ động đến bị động. Dưới đây là các loại hình bảo dưỡng đã và đang được áp dụng trên thế giới:

2.3.1 Phương pháp Bảo trì sự cố

Đây có thể được xem là phương pháp bảo dưỡng lạc hậu nhất hiện nay. Thực chất hoạt động bảo dưỡng được thực hiện khi máy móc bị hỏng và hoàn toàn không có sự chủ động của con người. Khi máy hỏng, sản xuất bị gián đoạn và công tác bảo dưỡng mới được thực hiện.

Phương pháp bảo dưỡng này có rất nhiều nhược điểm như: gây dừng máy bất thường, không ngăn ngừa được sự xuống cấp của thiết bị, có thể kéo theo sự hư hỏng của các máy móc liên quan và gây tai nạn, làm cho các nhà quản lý sản xuất bị động trong việc lên kế hoạch sản xuất, ảnh hưởng đến khả năng cung ứng sản phẩm trên thị trường, giảm tính cạnh tranh của sản phẩm. Do thời điểm xảy ra các hỏng hóc thường ngẫu nhiên, bất ngờ nên các nhà quản lý bảo dưỡng luôn bị động trong việc chuẩn bị các chi tiết thay thế, bố trí các công tác sửa chữa làm kéo dài thời gian dừng máy gây chi phí lớn. Trong một số trường hợp, thậm chí đã chuẩn bị rất nhiều các chi tiết thay thế nhưng do tính đa dạng và khó dự đoán của các hư hỏng nên khối lượng các chi tiết vẫn rất lớn gây tốn kém; hơn nữa mật độ của các loại hư hỏng thay đổi liên tục nên có chi tiết thay thế luôn bị thiếu trong khi các chi tiết khác nằm trong kho hàng chục năm mà không được dùng tới.

Một khuyết điểm khác của phương pháp này là các hư hỏng ở một cụm máy móc nào đó do không kịp ngăn chặn có thể gây hư hỏng dây chuyền làm nguy hiểm đến các bộ phận máy khác hoặc gây tai nạn cho người sử dụng.

Do các hạn chế nêu trên, chi phí cho bảo dưỡng theo phương pháp này rất lớn vì vậy cho đến nay nó hầu như không còn được áp dụng trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp ở các nước tiên tiến nữa.

2.3.2 Bảo trì phòng ngừa

2.3.2.1 Bảo dưỡng Phòng ngừa theo thời gian

Phương pháp này còn được gọi đơn giản là Bảo trì phòng ngừa. Đây là phương pháp bảo trì hiện được áp dụng trong hầu hết các nhà máy, dây chuyền sản xuất ở Việt Nam (trừ một số ít các nhà máy mới xây dựng). Trên thế giới, phương pháp này đã được phát triển và phổ biến từ những năm 1950.

Nội dung chủ yếu của phương pháp này là các máy móc thiết bị trong dây chuyền sản xuất sẽ được sửa chữa, thay thế định kỳ theo thời gian. Ví dụ cứ mỗi tháng một lần sẽ dừng dây chuyền cho sửa chữa nhỏ và khoảng một năm một lần dừng dây chuyền để thực hiện các sửa chữa lớn. Thực tế phần lớn các dây chuyền sản xuất dừng bảo trì mỗi năm 2 lần. Mỗi khi dừng máy định kỳ để sửa chữa, bảo dưỡng, các bộ phận, chi tiết máy sẽ được kiểm tra, cân chỉnh, phục hồi, nếu cần thiết sẽ được thay thế. Sau mỗi đợt sửa chữa như vậy toàn bộ các thiết bị máy móc trong dây chuyền được coi như đã sẵn sàng cho đợt sản xuất mới.

Về mặt lý thuyết, dường như đây là phương pháp khá lý tưởng. Tuy nhiên, trong thực tế phương pháp này vẫn bộc lộ khá nhiều nhược điểm:

➢ Thứ nhất là việc xác định các chu kỳ thời gian để dừng máy. Do phân bố của các hư hỏng theo thời gian rất khác nhau nên việc xác định các chu kỳ sửa chữa thích hợp cho toàn bộ dây chuyền rất khó. Nếu khoảng thời gian giữa hai lần dừng máy dài, các hư hỏng có thể xuất hiện giữa hai lần dừng máy gây ra ngừng sản xuất bất thường.

Nếu khoảng thời gian giữa hai lần dừng máy ngắn, khối lượng sửa chữa thay thế lớn, một số chi tiết vẫn còn dùng được nhưng đến thời hạn vẫn phải thay thế gây lãng phí.

➢ Thứ hai, do chủng loại máy móc thiết bị có thể hư hỏng cần sửa chữa bảo

dưỡng trong mỗi đợt dừng máy của nhà máy thường rất đa dạng, khối lượng chi tiết thay thế, bố trí nhân lực, vật lực cho mỗi lần dừng máy là rất lớn nhưng thực tế các chi tiết cần thay thế sửa chữa lại không nhiều gây lãng phí.

➢ Thứ ba, các máy móc thiết bị có thể bị hư hỏng do sự bất cẩn của công nhân trong quá trình kiểm tra, bảo dưỡng. Một số loại máy dễ bị hỏng, mòn hay giảm tuổi thọ do bị tháo ra lắp vào nhiều lần. Thuật ngữ trong ngành bảo dưỡng gọi hiện tượng này là “bảo dưỡng quá mức”.

2.3.2.2 Bảo trì phòng ngừa theo tình trạng thiết bị

Phương pháp này còn gọi là bảo trì theo tình trạng. Đây là phương pháp bảo trì phòng ngừa tiên tiến được phát triển từ bảo trì phòng ngừa theo thời gian, và được áp dụng trong các ngành công nghiệp khoảng từ giữa những năm 1950. Nội dung chính của phương pháp này là: trạng thái và các thông số làm việc của các máy móc thiết bị

hoạt động trong dây chuyền sẽ được giám sát bởi một hệ thống giám sát và chẩn đoán tình trạng thiết bị.

Hệ thống giám sát sẽ chịu trách nhiệm giám sát các hiện tượng xuất hiện trong quá trình làm việc của thiết bị như tiếng ồn, độ rung, nhiệt độ...,kiểm tra tình trạng thực tế của thiết bị, phát hiện các trạng thái bất thường của thiết bị, qua đó xác định chính xác xu hướng hư hỏng của thiết bị

Hệ thống phân tích và chẩn đoán tình trạng thiết bị sẽ chịu trách nhiệm phân tích các kết quả thu được từ hệ thống giám sát, thông báo chính xác vị trí, mức độ hư hỏng giúp người sử dụng kịp thời điều chỉnh hoặc thay thế các phần hư hỏng, tránh các hư hỏng theo dây chuyền. Hệ thống này còn cho phép xây dựng một bộ hồ sơ dữ liệu về thiết bị (lý lịch máy). Từ đó có thể chẩn đoán các nguyên nhân gây hỏng thường gặp và hỗ trợ tìm cách khắc phục, ngăn ngừa.

Trong phương pháp này, thay vì sửa chữa, bảo dưỡng theo chu kỳ thời gian, người sử dụng sẽ giám sát tình trạng của các thiết bị thông qua các phép đo và kiểm tra theo chu kỳ thời gian. Tuỳ theo tình trạng hoạt động, mức độ phức tạp và quan trọng của thiết bị người ta xác định các khoảng thời gian đo phù hợp và như vậy người bảo dưỡng có thể giám sát chặt chẽ tất cả các thiết bị cần thiết. Ví dụ đối với các tua bin thì đo và giám sát liên tục, với các quả lô, ổ lăn các phép đo sẽ được thực hiện hàng ngày, còn với động cơ điện thì chỉ cần đo 2 lần trong tháng là đủ. Việc quản lý chặt chẽ tình trạng các thiết bị còn cho phép chủ động trong lịch bảo dưỡng, kế hoạch sản xuất và sẵn sàng hơn trong việc tiếp nhận các đơn hàng lớn.

Vì chi phí cho công việc thực hiện các phép đo và phân tích nhỏ hơn rất nhiều so với với công việc sửa chữa; độ an toàn và độ tin cậy của dây chuyền rất cao (do được giám sát chặt chẽ) nên phương pháp bảo dưỡng này đựơc coi là giải pháp kỹ thuật ưu việt cho việc quản lý bảo dưỡng nhà máy và các dây chuyền công nghiệp.

Bảo trì dự báo: là một phương pháp bảo dưỡng gần tương tự như bảo dưỡng dựa trên tình trạng thiết bị cũng đã được phát triển song song. Về bản chất, loại hình

này dựa trên cơ sở dữ liệu bảo dưỡng và sử dụng các phần mềm chuyên biệt sử dụng các kỹ thuật và hoặc các chuyên gia bảo dưỡng để dự báo về tình trạng hiện thời của thiết bị, xác suất hỏng của thiết bị (hay khả năng sẵn sàng của thiết bị) ở các thời điểm cần biết trong tương lai. Kỹ thuật bảo dưỡng này không yêu cầu đầu tư lớn nhưng phụ thuộc rất nhiều vào trình độ chuyên gia và đặc biệt là hệ thống cơ sở dữ liệu bảo dưỡng phải rất đầy đủ, tin cậy và được thu thập trong thời gian đủ dài, thậm chí tới hàng chục năm. Do các yếu tố này khó hội tụ ở các doanh nghiệp Việt Nam nên chúng tôi không tập trung giới thiệu Bảo dưỡng Dự báo trong tài liệu này.

Bảo trì Cơ hội: về bản chất, Bảo dưỡng Cơ hội là việc thực hiện công tác bảo dưỡng, sửa chữa với các hư hỏng không có trong kế hoạch khi dây chuyền hay thiết bị phải dừng vì một nguyên nhân nào đó: hỏng đột ngột ở một bộ phận khác, mất điện, hết đơn hàng. Một số quan điểm không coi đây thực sự là một phương pháp bảo dưỡng. Tuy nhiên, Bảo dưỡng Cơ hội có ý nghĩa tương đối lớn trong việc giảm chi phí và thời gian bảo dưỡng. Nó cũng có thể áp dụng tốt với Bảo dưỡng Phòng ngừa theo tình trạng thiết bị.

2.4 Bảo trì năng suất tổng thể - TPM

Duy trì hiệu suất thiết bị tổng thể - TPM (Total Productive Maintenance) là một phương pháp quản lý được áp dụng đầu tiên tại Nhật Bản, sau đó được phổ biến, áp dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất công nghiệp trên toàn thế giới. Theo phương pháp này, công nhân vận hành phải đảm nhiệm cả công việc bảo dưỡng hàng ngày còn bộ phận bảo dưỡng chuyên trách sẽ quản lý và đảm nhiệm các công tác bảo dưỡng quan trọng định kỳ. Khái niệm tự chủ bảo dưỡng (Autonomous Maintenance - AM), một yếu tố quan trọng của TPM cũng được xuất hiện từ đây.

Khái niệm và phương pháp TPM được Viện Bảo dưỡng Nhà máy Nhật Bản (Japan Institute of Plant Maintenance-JIPM) giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1971. Bắt đầu từ những năm 1980, TPM bắt đầu được phổ biến rộng ra bên ngoài Nhật Bản nhờ cuốn sách “Introduction to TPM” và “TPM Development Program” của tác giả Seiichi Nakajima, một chuyên gia của JIPM. Có thể hiểu TPM là việc bảo trì hiệu quả với sự tham gia của tất cả mọi người - một dạng kết hợp của PM và một phần TQM (Quản lý chất lượng toàn diện - Total Quality Management). Nhiều tổ chức hiểu sai về TPM khi

cho rằng chỉ công nhân trong xưởng cần tham gia. Thực ra, để có hiệu quả, TPM cần phải được thực hiện có hiệu lực trên cơ sở toàn bộ tổ chức.

Việc thực hiện TPM là nhằm tối đa hóa hiệu suất thiết bị, nâng cao năng suất với một hệ thống bảo dưỡng được thực hiện trong suốt vòng đời của thiết bị, đồng thời nâng cao ý thức và sự hài lòng với công việc của người lao động. Với TPM, mọi người cùng hợp lực và tương tác với nhau để nâng cao hiệu suất hoạt động của thiết bị một cách hiệu quả nhất.

2.4.1 Hệ số thiết bị toàn bộ (OEE)

Theo Diệu Nhi (2020) OEE (Hiệu suất thiết bị tổng thể) là một chỉ số để đánh giá hoạt động sản xuất về mức khả dụng của máy móc, tỉ lệ sản xuất và tỷ lệ chất lượng của sản phẩm.

- Đối với các chương trình TPM (Total Productive Maintenance - Tổng năng suất bảo trì) và Sản xuất tinh gọn, OEE là một thông số trọng yếu.

- OEE là một yếu tố quan trọng trong việc lập kế hoạch năng lực, lập kế hoạch thu mua vật liệu và lập các kế hoạch tài nguyên khác.

- OEE còn được gọi là TEEP (Tổng hiệu suất thiết bị hiệu quả)

- Hiệu suất thiết bị tổng thể là một công cụ của sản xuất tinh gọn.

1. Mức khả dụng

2. Hiệu suất

3. Chất lượng

➢ Mức khả dụng là gì?

Mức khả dụng cho biết thời gian khả dụng của máy móc cho việc sản xuất. Nói cách khác, nó cho biết máy móc của chúng ta có thể sử dụng để sản xuất trong bao lâu. Để biết mức khả dụng của máy móc chúng ta cần xét đến tính tổn thất.

Thời gian tổn thất bao gồm các sự kiện hoặc sự cố dẫn đến ngừng mạch sản xuất theo như kế hoạch đã lên trước đó trong một khoảng thời gian đáng kể. Sau khi loại bỏ thời gian tổn thất, chúng ta sẽ biết được thời gian khả dụng của máy móc. Một số ví dụ về thời gian tổn thất:

- Lỗi thiết bị

- Thiếu nguyên liệu

- Việc thay đổi tốn thời gian quá mức cho phép

➢ Hiệu suất là gì?

Hiệu suất cho biết lượng thời gian sản xuất vượt quá mức cho phép so với thời gian vận hành tiêu chuẩn.

Ví dụ về tổn thất hiệu suất: Tốc độ tải/dỡ công việc thấp, nhân viên vận hành phải làm việc quá sức...

➢ Tỷ lệ chất lượng trong OEE là gì?

Chất lượng cho biết chất lượng tốt của sản phẩm. Để biết được chất lượng cần xét đến các tổn thất (tổn thất do một phần sản xuất lỗi). Chất lượng xấu chỉ có thể do một bộ phận sản xuất bị lỗi hoặc không phù hợp.

✓ Cách tính OEE

OEE = Mức khả dụng (A) x Hiệu suất (P) x Tỷ lệ chất lượng (Q) Trong đó:

Tỷ lệ hữu dụng (A) = Thời gian sản xuất thực tế/ Thời gian sản xuất theo kế hoạch (Thời gian sản xuất theo kế hoạch = Tổng thời gian khả dụng – Thời gian nghỉ theo kế hoạch)

(Thời gian sản xuất thực tế = Thời gian sản xuất theo kế hoạch – Các khoảng dừng) Hiệu suất (P) = Tỷ lệ sản xuất thực tế/ Thời gian sản xuất lý tưởng

(Tỷ lệ sản xuất thực tế = Tổng số/ Tổng thời gian chạy)

Chất lượng (Q) = Tổng số có chất lượng tốt/ Tổng số được sản xuất

Trong phân xưởng có nhiều chuyền khác nhau, khi đó các thông số của mỗi chuyền sẽ khác nhau về thời gian sản xuất, loại sản phẩm, số lượng sản phẩm, chất lượng, hỏng hóc khác nhau… Vì thế sẽ có nhiều chỉ số OEE khác nhau tương ứng với từng chuyền.

Có 2 cách tính OEE cho toàn phân xưởng như sau:

Cách 1: Trung bình cộng các chỉ số OEE (tuyến tính hóa)

Xem các chỉ số OEE của mỗi chuyền là bằng nhau, và OEE của phân xưởng được xác định như sau:

(OEEPX) = (OEE1+ OEE2 +…+ OEEn) / (N)

Trong đó: N là số chuyền độc lập trong phân xưởng

Cách 2: Trung bình cộng có trọng số các chỉ số OEE

Xem các chỉ số OEE của mỗi chuyền có mức độ đóng góp khác nhau (thường trọng số quyết định bởi giá trị gia tăng của chuyền đóng góp cho phân xưởng), và OEE của phân xưởng được xác định như sau:

(OEEPX) = (OEE1*W1 + OEE2*W2 +…+ OEEn*Wn) / (W1 + W2 +…Wn)

✓ Các lợi ích mà OEE mang lại

OEE giúp chúng ta đặt được mục tiêu rõ ràng cho việc cải tiến và dễ dàng theo dõi tiến trình.

- Hiệu suất thiết bị tổng thể giúp chúng ta tìm thấy sự thiếu hiệu quả trong quá trình vận hành.

- Nó cung cấp dữ liệu tiêu chuẩn cho việc thiết lập quy trình mới.

- Hiệu suất thiết bị tổng thể giúp theo dõi tiến trình loại bỏ lãng phí từ quy trình vận hành

2.4.2 Các tổn thất liên quan đến thiết bị

➢ Tổn thất 1 - Hỏng hóc của máy móc, thiết bị

Hỏng hóc của máy móc, thiết bị là tổn thất dễ dàng nhìn thấy nhất trong hoạt động sản xuất bởi tính bất thường và sự tác động rõ ràng của nó đến hoạt động sản xuất liên tục trong nhà máy. Các trường hợp xảy ra tổn thất này bao gồm hỏng hóc của khuôn/gá, các hoạt động bảo dưỡng không nằm trong kế hoạch, hỏng hóc chung về cơ/điện hoặc bộ phận của thiết bị hoặc các trường hợp thiết bị không vận hành theo yêu cầu (chức năng/thông số công nghệ)… Tổn thất này được xếp vào nhóm “Tổn thất dừng máy” trong OEE.

➢ Tổn thất 2 – Thiết lập và điều chỉnh thiết bị

Tổn thất về thiết lập và điều chỉnh thiết bị thường được cảm nhận ít rõ ràng hơn trong quá trình sản xuất. Một trong những lý do cho việc này có thể là sự “tiêu chuẩn hóa” việc thiết lập và điều chỉnh thiết bị trong các quy trình sản xuất. Các ví dụ minh họa cho tổn thất này bao gồm thiết lập và khởi động vào đầu ca, khi thay đổi đơn hàng, thay đổi khuôn gá, thay đổi thông số công nghệ, thiếu/thay đổi nguyên liệu. Tổn thất này được xếp vào nhóm “Tổn thất dừng máy” trong OEE.