Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành sản xuất văn phòng phẩm và dụng cụ viết, việc duy trì tính ổn định của chất lượng sản phẩm có ảnh hưởng trực tiếp đến công năng sử dụng, độ bền cũng như mức độ thỏa mãn của người tiêu dùng. Các mặt hàng tiêu dùng thiết yếu như bút viết đòi hỏi tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt về dòng mực, độ khít chi tiết cơ khí và ngoại quan hoàn thiện nhằm duy trì năng lực cạnh tranh trên thị trường nội địa lẫn quốc tế. Phương pháp Six Sigma kết hợp quy trình DMAIC (Define - Measure - Analyze - Improve - Control) là một mô hình tiếp cận có hệ thống nhằm kiểm soát biến động và triệt tiêu nguyên nhân gốc rễ gây lỗi trong sản xuất.

Tại Công ty TNHH Sản Xuất Thương Mại Nam Thiên Long, xưởng sản xuất bút gel đảm nhận khối lượng đơn hàng lớn với nhiều dòng sản phẩm chủ lực. Tuy nhiên, hoạt động thực tế tại xưởng còn ghi nhận các hiện tượng lãng phí như tồn kho bán thành phẩm, thời gian chờ giữa các công đoạn, thời gian chuyển đổi khuôn, dừng máy và các tỷ lệ sai lỗi linh kiện ép nhựa, lắp ráp. Nhằm giải quyết các điểm nghẽn và tối ưu hóa việc phân tích thứ bậc lỗi khi đối mặt với dữ liệu đánh giá mang tính chất định tính, không chắc chắn từ chuyên gia, đề tài đã tích hợp phương pháp ra quyết định đa tiêu chí The Neutrosophic Best and Worst Method (NBWM) vào giai đoạn phân tích (Analyze) của tiến trình DMAIC.

Khóa luận xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu 1: Phân tích thực trạng hiện trạng quy trình sản xuất một sản phẩm cụ thể của Công ty TNHH Sản Xuất Thương Mại Nam Thiên Long.
  2. Mục tiêu 2: Tìm hiểu, phân tích công tác về kiểm soát chất lượng của một sản phẩm cụ thể của Công ty.
  3. Mục tiêu 3: Đánh giá và đề xuất các giải pháp cải thiện cũng như giảm biến động (dao động) chất lượng sản phẩm, rút ngắn tổng thời gian chu kỳ (Total Cycle Time) và tổng thời gian giao hàng (Total Lead Time).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình sản xuất và kiểm soát chất lượng của dòng sản phẩm bút gel chủ lực TP-GELE01 (cụ thể là Bút gel TP-GelE01 màu xanh xóa được và ruột gel GRE-01 đi kèm) tại Xưởng Bút Gel.
  • Phạm vi không gian: Phân Xưởng Bút Gel thuộc Công ty TNHH Sản Xuất Thương Mại Nam Thiên Long (Khu công nghiệp Tân Tạo, Quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh).
  • Phạm vi thời gian: Số liệu và các quan sát thực nghiệm được thu thập từ ngày 08/01/2024 đến ngày 29/04/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận vận dụng hệ thống lý thuyết quản trị sản xuất tinh gọn và quản trị chất lượng hiện đại, kết hợp mô hình toán học mờ mở rộng để định lượng hóa các đánh giá chất lượng:

  • Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing): Dựa trên nền tảng Hệ thống Sản xuất Toyota (Toyota Production System - TPS) theo nghiên cứu của Womack & Jones (2003) và Liker (2004). Khung lý thuyết tập trung vào nhận diện và loại bỏ 7 loại lãng phí (muda): sản xuất thừa (Overproduction), tồn kho (Inventory), vận chuyển (Transportation), quy trình thừa (Overprocessing), chờ đợi (Waiting), thao tác thừa (Motion), và lỗi sản phẩm (Defects). Đi kèm với đó là các công cụ hỗ trợ như Thẻ Kanban (P-Kanban, T-Kanban), hệ thống kéo Just-In-Time (JIT) và Hướng dẫn công việc chuẩn hóa (Work Instruction - WI).
  • Sơ đồ dòng giá trị (Value Stream Mapping - VSM): Áp dụng mô hình 5 giai đoạn của Rother & Shook (1998) nhằm trực quan hóa toàn bộ dòng chảy nguyên vật liệu và thông tin, phân định các công đoạn tạo ra giá trị gia tăng (VA) và không tạo ra giá trị gia tăng (NVA).
  • Phương pháp Six Sigma và tiến trình DMAIC: Khung quản lý chất lượng theo Pande, Neuman, & Cavanagh (2000), hướng tới ngưỡng sai lỗi 3,4 lỗi trên một triệu cơ hội (DPMO) với 5 giai đoạn: Define (Xác định), Measure (Đo lường), Analyze (Phân tích), Improve (Cải tiến) và Control (Kiểm soát).
  • Công cụ phân tích nguyên nhân gốc rễ: Biểu đồ nhân quả Ishikawa (biểu đồ xương cá) kết hợp kỹ thuật 5W1H và Brainstorming để phân loại nguyên nhân theo các nhóm yếu tố vận hành.
  • Phương pháp Neutrosophic Best and Worst (NBWM): Phương pháp ra quyết định đa tiêu chí (MCDM) mở rộng từ Best-Worst Method (BWM) gốc của Rezaei (2015), kết hợp tập số Neutrosophic tam giác đơn trị (Single-Valued Triangular Neutrosophic Set) theo Smarandache (2002), Abdel-Basset và đồng nghiệp (2017–2019), Luo và đồng nghiệp (2019). Mô hình sử dụng ba hàm: hàm thuộc $T_n(x)$, hàm không xác định $I_n(x)$ và hàm không thuộc $F_n(x)$, tính điểm số (Score - $S$) và độ chính xác (Accuracy - $A$) để chuyển đổi đánh giá chuyên gia thành bài toán tối ưu phi tuyến tính nhằm xác định trọng số sai lỗi và kiểm tra tỷ lệ nhất quán ($\xi^*$).

Phương pháp thu thập và nguồn dữ liệu:

  • Dữ liệu thứ cấp: Báo cáo tài chính hợp nhất kiểm toán giai đoạn 2021–2023 của Tập đoàn Thiên Long; báo cáo tháng về tình hình sản xuất, kế hoạch sản xuất, dữ liệu kiểm tra chất lượng của bộ phận QC, thông số năng suất và hồ sơ kỹ thuật máy móc thiết bị tại Xưởng Bút Gel.
  • Dữ liệu sơ cấp: Thu thập trực tiếp thông qua phương pháp bấm giờ đo lường thời gian thao tác công nhân, thời gian chu kỳ máy (Cycle Time - CT), thời gian chuyển đổi (Changeover - CO), thời gian dừng máy (Uptime/Downtime), thời gian vận chuyển, thời gian chờ và lượng bán thành phẩm tồn kho (WIP); phỏng vấn chuyên sâu và lấy ý kiến chuyên gia từ Giám đốc sản xuất, Quản đốc xưởng, Tổ trưởng, Nhóm trưởng và kỹ thuật viên vận hành máy tại Nhà máy Nam Thiên Long.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu Công ty TNHH Sản Xuất Thương Mại Nam Thiên Long

Chương 1 khái quát quá trình hình thành, cơ cấu tổ chức và hoạt động sản xuất kinh doanh của đơn vị nghiên cứu:

  • Tổng quan doanh nghiệp: Công ty TNHH SX - TM Nam Thiên Long (thành lập tháng 7/2021, diện tích 15.750 m², vốn điều lệ ban đầu 600 triệu đồng, năm 2022 tăng lên 650 triệu đồng) là công ty con sở hữu 100% vốn bởi Tập đoàn Thiên Long (thành lập năm 1981). Tập đoàn sở hữu mạng lưới 7 công ty thành viên/liên kết, cùng nhà máy thứ hai là Thiên Long Long Thành tại Đồng Nai (diện tích 30.056 m²).
  • Hệ thống phân phối và thị phần: Thiên Long chiếm hơn 60% thị trường văn phòng phẩm nội địa với hơn 55.000 điểm bán lẻ tại 63 tỉnh thành; xuất khẩu đến 70 quốc gia và vùng lãnh thổ (Châu Á chiếm 49%, Hoa Kỳ 36%, Liên minh Châu Âu 13%).
  • Hệ thống tiêu chuẩn và công nghệ: Doanh nghiệp vận hành hệ thống quản lý ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, ISO 45001:2018. Tỷ lệ tự động hóa tại Nhà máy Nam Thiên Long đạt 81,38% vào cuối năm 2021. Nhà máy có 8 phân xưởng: Xưởng đầu bút, Xưởng Chế tạo máy, Xưởng Ép 1, Xưởng Ép 2, Xưởng Bút Bi, Xưởng Bút Gel, Xưởng Bút Lông 1, Xưởng Bút Lông 2.
  • Kết quả hoạt động kinh doanh giai đoạn 2021–2023:
Chỉ tiêu tài chính / Thị trường Năm 2021 Năm 2022 Năm 2023
Doanh thu thuần (Tỷ đồng) 2.668 3.521 3.462
Lợi nhuận sau thuế (Tỷ đồng) 277 401 359
Doanh thu thị trường Nội địa (Tỷ đồng) - 2.689 (76%) 2.649 (77%)
Doanh thu thị trường Xuất khẩu (Tỷ đồng) - 832 (24%) 813 (23%)

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 thiết lập khung lý thuyết hoàn chỉnh cho đề tài:

  • Hệ thống hóa các nguyên lý sản xuất tinh gọn Lean (nhận diện lãng phí, chuẩn hóa quy trình, dòng chảy liên tục, sản xuất kéo JIT, tìm nguyên nhân gốc rễ và Kaizen cải tiến liên tục).
  • Trình bày chi tiết công cụ Sơ đồ dòng giá trị (VSM), quy trình 5 bước xây dựng VSM hiện tại và tương lai, hệ thống ký hiệu lưu đồ quá trình (Gia công, Kiểm tra, Vận chuyển, Bảo quản).
  • Phân tích cấu trúc triển khai Six Sigma theo khung DMAIC và DMADV, chuẩn hóa hướng dẫn công việc (WI) và cơ chế kích hoạt luồng kéo thông qua hệ thống thẻ Kanban (P-Kanban và T-Kanban).
  • Thiết lập cơ sở toán học cho tập Neutrosophic: định nghĩa các phép toán cộng, trừ, nhân, chia, nghịch đảo số neutrosophic tam giác đơn trị; công thức tính hàm điểm số $S(n_{ij})$ và hàm độ chính xác $A(n_{ij})$; xây dựng thuật toán NBWM qua các bước xác định chuyên gia, lập vector so sánh cặp tốt nhất ($A_B$) và tệ nhất ($A_W$), giải mô hình quy hoạch toán học Min-Max để tính vector trọng số tối ưu $w^$ và chỉ số nhất quán $\xi^$.

Chương 3: Phân tích thực trạng sản xuất tại Công ty TNHH Sản Xuất Thương Mại Nam Thiên Long

Chương 3 tập trung đánh giá dữ liệu vận hành thực tế tại Phân Xưởng Bút Gel:

  • Lựa chọn sản phẩm nghiên cứu: Dựa trên số liệu tổng sản lượng năm 2023 của 28 sản phẩm có sản lượng trên 1 triệu cây/năm, sản phẩm Bút gel xóa được TP-GelE01 màu xanh đứng đầu với sản lượng 15.572.600 cây (cùng với TP-GelE01 tím đạt 14.375.040 cây), do đó được chọn làm đối tượng nghiên cứu đại diện.
Tên sản phẩm bút / ruột gel chủ lực Sản lượng năm 2023 (Đơn vị: Cây / PC)
Bút gel TP-GelE01 xanh hộp 20 xóa được 15.572.600
Bút gel TP-GelE01 tím hộp 20 xóa được 14.375.040
Bút gel GEL-012/DO tím hộp 20 6.648.000
Bút gel GEL-012/DO xanh hộp 20 4.464.000
Ruột gel xóa TP-GRE002 xanh túi 2 hộp 20 3.538.000
Ruột gel GR-01 đen hộp 10/T2000 3.270.000
Ruột gel GR-01 tím hộp 10/T2000 3.098.000
Bút gel GEL-012 xanh hộp 20 2.786.880
  • Quy trình sản xuất sản phẩm TP-GelE01: Bao gồm các công đoạn: (1) QC kiểm tra nguyên vật liệu đầu vào (Mực, Ink follower, Ống ruột, Đầu bút, Hạt nhựa, Màu, Phụ gia, Tảm GEL-020 xi Crom, Bao bì đóng gói); (2) Sản xuất ruột bút GRE-01; (3) Ép linh kiện nhựa (Cán, Nắp, Tẩy nắp...); (4) In cán (In hot / Transfer Film); (5) Lắp ráp thân và ruột bút; (6) Đóng gói thành phẩm; (7) Nhập kho thành phẩm.
  • Xây dựng Sơ đồ dòng giá trị hiện trạng (Current State VSM): Đo lường và tổng hợp dữ liệu thời gian chu kỳ (Cycle Time), thời gian chuyển đổi (Changeover Time), thời gian dừng máy (Uptime/Downtime) và mức tồn kho bán thành phẩm (WIP) giữa các công đoạn Ép nhựa, In hot, Lắp ráp và Đóng gói. Nhận diện các điểm tắc nghẽn, thời gian chờ lớn và hoạt động không tạo giá trị (NVA).

Chương 4: Đánh giá và đề xuất các giải pháp để cải thiện và nâng cao chất lượng sản phẩm tại Công ty TNHH Sản Xuất Thương Mại Nam Thiên Long

Chương 4 thực hiện phân tích định lượng sai lỗi và đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật:

  • Phân tích thứ bậc sai lỗi bằng phương pháp NBWM: Lập danh mục các dạng sai lỗi phổ biến trong quy trình sản xuất TP-GELE01. Sử dụng thang đo ngôn ngữ neutrosophic tam giác để thu thập ma trận so sánh cặp giữa tiêu chí lỗi tốt nhất (Best) và tệ nhất (Worst) so với các tiêu chí khác từ đánh giá của đội ngũ chuyên gia. Chuyển đổi ma trận mờ sang điểm xác định $S(n_{ij})$, thiết lập mô hình tối ưu để trích xuất trọng số chuẩn hóa của từng loại lỗi và kiểm định tính nhất quán của dữ liệu.
  • Phân tích nguyên nhân gốc rễ bằng Biểu đồ Ishikawa: Xác định nguyên nhân cho các dạng sai lỗi có trọng số cao nhất:
    • Lỗi bavia trên Cán và Tẩy nắp TP-GELE01: Do thông số áp suất ép, nhiệt độ khuôn chưa tối ưu, khe hở mặt phân khuôn hoặc mài mòn cơ khí.
    • Lỗi thiếu keo (nhựa) trên thân cán TP-GELE01: Do áp suất phun và vận tốc phun không đủ, nhiệt độ nòng xy-lanh thấp, cổng phun bị nghẹt hoặc vật liệu nhựa nạp không đều.
    • Lỗi hở tảm / tảm không đạt chuẩn trên thân bút lắp ráp: Do sai lệch dung sai kích thước giữa tảm xi Crom và cán bút, lực ép của cơ cấu cấp phôi trên máy lắp ráp tự động chưa chuẩn hóa.
  • Các giải pháp cải tiến đề xuất:
    • Thiết lập Bảng điều kiện ép tiêu chuẩn và ban hành Hướng dẫn làm việc (WI) chi tiết cho khu vực máy ép nhựa.
    • Cải tiến ghép nối công đoạn (ghép line) giữa In hot và Lắp ráp nhằm giảm thiểu tồn kho đệm và thao tác bốc xếp trung gian.
    • Hiệu chỉnh tăng tốc độ vận hành máy in hot transfer film.
    • Chuẩn hóa hệ thống và quy trình thay thế khuôn ép để rút ngắn thời gian chuyển đổi (Changeover).
    • Cải tiến cơ cấu cùm thổi khí tại công đoạn ép/gắp linh kiện nhằm loại bỏ triệt để hiện tượng kẹt phôi và giảm thiểu bavia.
    • Thiết kế Sơ đồ chuỗi giá trị tương lai (Future State VSM) và đối sánh các chỉ số thời gian Cycle Time, Changeover và thời gian không tạo giá trị (NVA) trước và sau cải tiến.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả nghiên cứu và đóng góp kỹ thuật cụ thể:

  • Hệ thống hóa dữ liệu sản xuất và phân loại lãng phí: Đã tổng hợp chi tiết dòng chảy sản xuất của 28 mã sản phẩm đạt sản lượng trên 1 triệu cây/năm tại Nam Thiên Long, chọn lọc và lập bản đồ chuỗi giá trị cho dòng sản phẩm có sản lượng lớn nhất là TP-GelE01 (15,57 triệu cây xanh và 14,38 triệu cây tím trong năm 2023).
  • Ứng dụng thành công mô hình tích hợp NBWM vào DMAIC: Khóa luận ứng dụng phương pháp toán học Neutrosophic Best-Worst Method để định lượng hóa và xếp hạng chính xác mức độ ưu tiên của các dạng sai lỗi (lỗi bavia, thiếu keo, hở tảm) trong điều kiện dữ liệu chuyên gia có độ mờ và bất định, bảo đảm chỉ số nhất quán $\xi^*$ trong ngưỡng chấp nhận.
  • Đề xuất gói giải pháp cải tiến toàn diện:
    • Ban hành Bảng điều kiện ép nhựa và chuẩn hóa Hướng dẫn công việc (WI) cho công nhân vận hành.
    • Tối ưu hóa kỹ thuật tại xưởng thông qua cải tiến cùm thổi khí, quy trình thay khuôn nhanh, ghép line sản xuất và tăng tốc độ máy in hot.
    • Xây dựng VSM tương lai chứng minh sự cắt giảm thời gian chuyển đổi (Changeover Time), thời gian chu kỳ (Cycle Time) và giảm thiểu lãng phí không tạo giá trị (NVA) so với VSM hiện trạng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi thời gian từ tháng 01/2024 đến tháng 04/2024 tại một khu vực khảo sát cụ thể là Phân Xưởng Bút Gel của Công ty TNHH SX - TM Nam Thiên Long; đối tượng phân tích sâu tập trung chủ yếu vào một model thành phẩm đại diện là bút gel xóa được TP-GelE01 màu xanh và ruột bút GRE-01.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng việc xây dựng Sơ đồ chuỗi giá trị (VSM) và áp dụng mô hình NBWM - DMAIC sang các phân xưởng sản xuất khác của nhà máy (Xưởng Bút Bi, Xưởng Bút Lông, Xưởng Ép 1 và Ép 2); đồng thời tiếp tục theo dõi, đo lường dữ liệu định lượng dài hạn sau khi triển khai các cải tiến kỹ thuật trên dây chuyền thực tế.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực nghiệm hữu ích cho sinh viên, giảng viên ngành Quản lý công nghiệp, Kỹ thuật hệ thống công nghiệp, Quản trị chất lượng và Quản lý chuỗi cung ứng:

  • Phương pháp luận tích hợp: Đưa ra ví dụ cụ thể về việc tích hợp công cụ toán học ra quyết định đa tiêu chí (Neutrosophic BWM) vào công đoạn phân tích (Analyze) của Six Sigma DMAIC để giải quyết bài toán xếp hạng lỗi sản xuất.
  • Dữ liệu thực tế ngành văn phòng phẩm: Cung cấp thông tin chi tiết về sơ đồ quy trình công nghệ, lưu đồ sản xuất ruột bút gel, các thông số thời gian chu kỳ (CT), chuyển đổi (CO) và bảng phân tích nguyên nhân - kết quả (Ishikawa) của các lỗi cơ khí/ép nhựa điển hình.

Câu hỏi thường gặp

1. Sản phẩm nào được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu chính trong khóa luận và vì sao?
Khóa luận chọn sản phẩm Bút gel TP-GelE01 màu xanh hộp 20 xóa được. Lý do là sản phẩm này có sản lượng sản xuất lớn nhất trong toàn bộ danh mục sản phẩm của Xưởng Bút Gel năm 2023, đạt 15.572.600 cây (cùng phiên bản mực tím đạt 14.375.040 cây), đồng thời là dòng sản phẩm chủ lực mang lại tỷ trọng doanh thu cao cho công ty.

2. Phương pháp Neutrosophic Best and Worst Method (NBWM) đóng vai trò gì trong tiến trình DMAIC của đề tài?
NBWM được tích hợp vào giai đoạn Phân tích (Analyze) của DMAIC nhằm đánh giá và tính toán trọng số ưu tiên của các dạng lỗi sản phẩm dựa trên so sánh cặp (Best-to-Others và Others-to-Worst). Tập mờ neutrosophic tam giác giúp xử lý tính không chắc chắn, thông tin mơ hồ và sự thiếu nhất quán trong đánh giá định tính của các chuyên gia sản xuất.

3. Ba dạng sai lỗi kỹ thuật chính nào trên sản phẩm TP-GELE01 được phân tích bằng biểu đồ xương cá?
Ba lỗi chính được tập trung phân tích bao gồm: lỗi bavia ở Cán và Tẩy nắp, lỗi thiếu keo (nhựa) ở thân Cán, và lỗi hở tảm (tảm không đạt chuẩn lắp ráp) trên thân bút.

4. Khóa luận đã đề xuất những giải pháp kỹ thuật cụ thể nào để cải tiến quy trình sản xuất tại Xưởng Bút Gel?
Tác giả đề xuất ban hành Bảng điều kiện ép tiêu chuẩn và Hướng dẫn làm việc (WI) cho khu vực ép nhựa; cải tiến cơ cấu cùm thổi khí; chuẩn hóa quy trình thay khuôn ép; tăng tốc độ máy in hot transfer film; và thực hiện ghép line giữa công đoạn In hot và Lắp ráp.

5. Tập đoàn Thiên Long sở hữu các nhà máy sản xuất chính nào và tỷ lệ tự động hóa tại Nam Thiên Long đạt bao nhiêu?
Tập đoàn sở hữu hai nhà máy chính gồm Nhà máy Nam Thiên Long tại KCN Tân Tạo, TP.HCM (diện tích 15.750 m²) và Nhà máy Thiên Long Long Thành tại Đồng Nai (diện tích 30.056 m²). Tỷ lệ tự động hóa tại Nhà máy Nam Thiên Long được ghi nhận tăng từ 78,86% lên 81,38% vào cuối năm 2021.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Kim Ngân đã giải quyết trọn vẹn bài toán kiểm soát chất lượng và giảm thiểu lãng phí tại Phân Xưởng Bút Gel thuộc Công ty TNHH SX - TM Nam Thiên Long thông qua việc kết hợp Lean Manufacturing và Six Sigma DMAIC. Điểm nhấn học thuật của đề tài là việc ứng dụng thành công phương pháp Neutrosophic Best and Worst Method (NBWM) để lượng hóa thứ tự ưu tiên các sai lỗi ép nhựa và lắp ráp bút gel TP-GELE01 trong điều kiện dữ liệu chuyên gia bất định. Hệ thống giải pháp đề xuất về chuẩn hóa điều kiện ép, cải tiến cùm thổi khí, rút ngắn thời gian thay khuôn và ghép nối dây chuyền cung cấp cơ sở thực tiễn giá trị nhằm tối ưu hóa thời gian chu kỳ và nâng cao chất lượng sản phẩm cho doanh nghiệp.