Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh sản xuất hiện đại, quản lý kho hàng đóng vai trò sống còn trong việc duy trì chuỗi cung ứng, giảm thiểu chi phí lưu trữ và tối ưu hóa chu kỳ luân chuyển vốn. Tại Công ty TNHH Vườn Hạt – một doanh nghiệp chuyên chế biến, đóng gói và kinh doanh các sản phẩm hạt dinh dưỡng, trái cây sấy dẻo và các bộ quà tặng Tết – công tác quản lý kho trước đây chủ yếu thực hiện theo phương thức truyền thống dựa trên sổ sách viết tay và các bảng tính Excel rời rạc.

Phương thức vận hành thủ công này đã bộc lộ nhiều điểm nghẽn nghiêm trọng:

  • Thiếu sự đồng bộ dữ liệu giữa ba bộ phận trọng yếu: bộ phận thủ kho, xưởng sản xuất/đóng gói và bộ phận kinh doanh, dẫn đến tình trạng sai lệch số liệu tồn kho thực tế và làm gián đoạn tiến độ xử lý đơn hàng.
  • Thiếu hụt cơ chế cảnh báo tự động khi lượng nguyên vật liệu hoặc thành phẩm chạm mức tồn kho tối thiểu, vượt mức tối đa hoặc sắp hết hạn sử dụng.
  • Công tác tổng hợp dữ liệu báo cáo diễn ra chậm trễ, không có công cụ trực quan hóa động giúp ban lãnh đạo nắm bắt biến động kho và đưa ra quyết định kịp thời.

Xuất phát từ thực tiễn trên, khóa luận tốt nghiệp ngành Hệ thống Thông tin tại Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh của nhóm tác giả Nguyễn Thị Thu Ngân và Nguyễn Đức Thiện (dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Thùy Trang) đã thực hiện đề tài: "Xây dựng hệ thống quản lý kho sản xuất tích hợp lập báo cáo thống kê và biểu đồ sử dụng ApexCharts tại Công ty TNHH Vườn Hạt".

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

  1. Khảo sát toàn diện hiện trạng quy trình sản xuất và nghiệp vụ lưu kho tại xưởng sản xuất của Công ty TNHH Vườn Hạt.
  2. Phân tích yêu cầu nghiệp vụ, mô hình hóa quy trình hoạt động và xây dựng tài liệu đặc tả hệ thống thông tin quản lý kho (WMS).
  3. Thiết kế kiến trúc phần mềm trên nền tảng web, xây dựng mô hình dữ liệu quan hệ hoàn chỉnh phục vụ quản lý nguyên vật liệu, thành phẩm, quy cách đóng gói và chuỗi đơn hàng.
  4. Tích hợp cơ chế bảo mật phân quyền với JSON Web Token (JWT) và cơ chế vô hiệu hóa token (blacklist).
  5. Xây dựng phân hệ trực quan hóa dữ liệu hiệu suất kho và biến động hàng tồn bằng thư viện biểu đồ tương tác ApexCharts.
  6. Hiện thực hóa và kiểm thử chức năng hệ thống nhằm đảm bảo tính ổn định và đáp ứng nghiệp vụ thực tế.

Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là các quy trình nghiệp vụ quản lý kho sản xuất (nhập kho, lưu kho theo khu vực, xuất kho sản xuất, đóng gói thành phẩm, xuất kho bán hàng, kiểm kê và xử lý hàng lỗi/hủy). Phạm vi nghiên cứu tập trung tại xưởng sản xuất và văn phòng điều hành của Công ty TNHH Vườn Hạt trong giai đoạn hoàn thành vào tháng 12 năm 2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý thuyết quản trị chuỗi cung ứng, hệ thống thông tin doanh nghiệp và các công nghệ phát triển phần mềm hiện đại:

  • Hệ thống Quản lý Kho (WMS) & Chuỗi cung ứng (SCM): Nghiên cứu các nguyên lý vận hành dòng vật chất và thông tin trong doanh nghiệp sản xuất, bao gồm các phương pháp luân chuyển hàng tồn kho như FIFO (First In, First Out) đối với nông sản dễ hư hỏng, LIFO, mô hình Just-In-Time (JIT) và kỹ thuật phân tích ABC để phân loại quản lý mặt hàng giá trị cao.
  • Mã đơn vị lưu kho (SKU - Stock Keeping Unit): Chuẩn hóa cấu trúc định danh SKU theo đặc thù ngành hạt dinh dưỡng và trái cây sấy, kết hợp mã nhóm sản phẩm (ví dụ: HDN - Hạt dinh dưỡng, TCS - Trái cây sấy), thuộc tính sản phẩm (chủng loại hạt, quy cách bao bì 100g, 500g, 1kg, hũ nhựa, hũ thủy tinh, túi zip) và định danh riêng biệt.
  • Lý thuyết Báo cáo & Trực quan hóa dữ liệu: Nghiên cứu nguyên lý trình bày các chỉ số vận hành kho (tỷ lệ quay vòng kho, tỷ lệ hoàn tất đơn hàng, xu hướng xuất/nhập theo thời gian) thông qua các dạng biểu đồ chuyên dụng như Bar Chart, Line Chart, Pie Chart và Area Chart.

Về phương pháp nghiên cứu và thu thập dữ liệu:

  • Phương pháp khảo sát và phỏng vấn chuyên sâu: Tác giả xây dựng chương trình phỏng vấn có cấu trúc gồm 8 nội dung chính với ban quản lý, thủ kho và nhân viên bán hàng tại Công ty TNHH Vườn Hạt nhằm làm rõ dòng vận hành thực tế và các khó khăn gặp phải.
  • Phương pháp phân tích và thiết kế hướng đối tượng (OOAD): Sử dụng chuẩn mô hình hóa UML để xây dựng biểu đồ Use Case tổng quát, biểu đồ tuần tự (Sequence Diagram) cho từng tác vụ và sơ đồ miền dữ liệu (Domain Model).
  • Phương pháp thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ: Chuẩn hóa dữ liệu để hình thành cấu trúc 22 bảng cơ sở dữ liệu phản ánh toàn diện các thực thể quản lý.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế theo mô hình ứng dụng web hiện đại, phân tách rõ ràng giữa các tầng giao diện, tầng xử lý nghiệp vụ, giao tiếp API và lưu trữ dữ liệu:

Kiến trúc công nghệ

  • Môi trường phát triển & Máy chủ cục bộ: Sử dụng Laragon để quản lý và vận hành môi trường dịch vụ tổng hợp (hỗ trợ PHP, MySQL, Apache/Nginx, Node.js).
  • Frontend & Fullstack Framework: Sử dụng Next.js (nền tảng React) với cơ chế File-based Routing, tối ưu hóa hiển thị qua Server-Side Rendering (SSR) và Static Site Generation (SSG), tích hợp API Routes để xử lý logic máy chủ.
  • Bảo mật & Xác thực: Triển khai tiêu chuẩn RFC 7519 với JSON Web Token (JWT) gồm ba thành phần (Header, Payload, Signature). Hệ thống áp dụng bảng lưu trữ token vô hiệu hóa (blacklist_tokens) để ngăn chặn việc tái sử dụng token sau khi người dùng đăng xuất.
  • Tầng giao tiếp dữ liệu: Xây dựng hệ thống REST API trả về định dạng chuẩn JSON cho các hoạt động CRUD (Create, Read, Update, Delete) trên hệ thống.
  • Trực quan hóa dữ liệu: Sử dụng thư viện ApexCharts để kết xuất biểu đồ động tương tác, cập nhật trực tiếp dữ liệu xuất - nhập - tồn theo thời gian thực.

Mô hình cơ sở dữ liệu

Cơ sở dữ liệu của hệ thống bao gồm các bảng chính sau:

Nhóm chức năng Tên bảng trong cơ sở dữ liệu Mục đích và vai trò lưu trữ
Đối tác & Người dùng group_customers, provider_materials, blacklist_tokens Phân loại nhóm khách hàng (tiềm năng, vãng lai, thân thiết), thông tin nhà cung cấp vật liệu và quản lý phiên token bảo mật.
Danh mục & Đơn giá material_categories, product_categories, product_prices Phân nhóm nguyên vật liệu, phân loại nhóm thành phẩm và theo dõi lịch sử áp dụng giá theo từng giai đoạn kinh doanh.
Kho & Vị trí lưu trữ storage_areas, material_storage_history, product_storage_history Quản lý các khu vực kho (kho lạnh, kho thường, khu vực thành phẩm) và lịch sử định vị lưu trữ.
Quản lý Nhập kho material_import_receipts, material_import_receipts_details, product_import_receipts, product_import_receipt_details Quản lý phiếu nhập nguyên vật liệu từ nhà cung cấp, chứng từ/hóa đơn nhận hàng và phiếu nhập kho thành phẩm sau đóng gói.
Quản lý Xuất kho & Đơn hàng material_export_receipts, material_export_receipts_details, product_export_receipts, product_export_receipt_details, order_details Quản lý xuất nguyên vật liệu phục vụ sản xuất, xử lý đơn hàng xuất bán thành phẩm và chi tiết các mặt hàng trong đơn.
Kiểm kê & Lịch sử biến động inventory_checks, inventory_check_details, material_inventory_history, product_inventory_history Ghi nhận các đợt kiểm kê định kỳ, sai lệch kiểm kê và truy vết toàn bộ lịch sử biến động số lượng tồn kho.

Kiểm thử hệ thống

Nhóm nghiên cứu đã thiết lập và thực thi các ca kiểm thử chức năng (Functional Testing) chi tiết trên 22 module vận hành cốt lõi, bao gồm: kiểm thử xác thực đăng nhập, quản lý khách hàng, quản lý đơn hàng, thiết lập bảng giá, quản lý danh mục, quản lý nguyên vật liệu, quản lý thành phẩm và quản lý khu vực lưu trữ kho.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương này giới thiệu lý do lựa chọn đề tài xuất phát từ nhu cầu thực tiễn của Công ty TNHH Vườn Hạt. Tác giả trình bày chi tiết mục đích, 5 mục tiêu cụ thể, các yêu cầu kỹ thuật và nghiệp vụ ban đầu. Đồng thời, chương xác định đối tượng, phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của việc chuyển đổi quy trình quản lý kho từ thủ công sang tự động hóa trên nền tảng web tích hợp biểu đồ ApexCharts.

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu lý thuyết

Chương 2 cung cấp hệ thống kiến thức nền tảng về WMS, quản lý tồn kho, vai trò của SKU, các bước chuẩn trong quy trình nhập/xuất kho và quản trị chuỗi cung ứng. Phần kỹ thuật đi sâu vào việc phân tích các công nghệ triển khai: môi trường Laragon, framework Next.js, kiến trúc REST API, tiêu chuẩn xác thực bảo mật JWT (cấu trúc 3 phần, cơ chế kiểm tra token) và thư viện trực quan hóa dữ liệu ApexCharts với các dạng biểu đồ ứng dụng.

Chương 3: Phân tích và thiết kế hệ thống

Chương 3 trình bày chi tiết kết quả khảo sát thực tế tại Công ty TNHH Vườn Hạt thông qua bảng kế hoạch phỏng vấn 8 nội dung. Tác giả phân tích các quy trình nghiệp vụ cốt lõi: quản lý sản phẩm đơn và combo quà Tết, quy trình đóng gói theo nhiều loại bao bì (hũ nhựa, hũ thủy tinh, túi zip), quy trình nhập kho nguyên vật liệu kèm chứng từ/hình ảnh, quy trình xuất kho và theo dõi tiến trình đơn hàng 6 trạng thái (Đang chuẩn bị, Đã chuẩn bị, Đang giao, Đã giao, Hủy, Hoàn hàng/Trả tiền), cùng quy trình phân chia khu vực lưu trữ. Chương này cung cấp hệ thống 38 Use Case (từ UC001 đến UC038), biểu đồ tuần tự, sơ đồ Site Map và thiết kế chi tiết 22 bảng trong cơ sở dữ liệu quan hệ.

Chương 4: Hiện thực hệ thống

Chương 4 mô tả quá trình cài đặt, cấu hình hệ thống trên môi trường máy chủ và triển khai giao diện người dùng. Tác giả giới thiệu các giao diện trực quan đã hiện thực hóa như: màn hình Đăng nhập, Quản lý đơn hàng, Quản lý danh mục, Danh sách thành phẩm, Quản lý bảng giá, Quản lý nguyên vật liệu, Quản lý nhà cung cấp, Quản lý khu vực lưu trữ và Phân hệ xem báo cáo thống kê. Cuối chương là bảng tổng hợp các kịch bản kiểm thử chức năng cho 22 nghiệp vụ trọng yếu của hệ thống.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Chương cuối cùng tổng kết các kết quả đạt được sau quá trình nghiên cứu và xây dựng phần mềm, đánh giá mức độ hoàn thành so với các mục tiêu đề ra ban đầu, đồng thời chỉ rõ các hạn chế hiện tại và vạch ra các hướng mở rộng hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hoàn thành các mục tiêu đề ra với những kết quả cụ thể:

  • Xây dựng hoàn chỉnh hệ thống phần mềm WMS trên nền tảng Web: Hệ thống đáp ứng đầy đủ 38 Use Case nghiệp vụ, bao quát toàn bộ quy trình từ khâu nhập nguyên vật liệu thô, phân loại khu vực bảo quản (kho lạnh, kho thường), xuất nguyên liệu đóng gói, nhập kho thành phẩm, quản lý đơn hàng bán buôn/bán lẻ đến kiểm kê định kỳ.
  • Số hóa công tác quản lý giá và sản phẩm đóng gói phức tạp: Hệ thống hỗ trợ thiết lập bảng giá linh hoạt theo từng giai đoạn kinh doanh; cho phép quản lý sản phẩm combo (hộp quà Tết), tự động trừ tồn kho các mặt hàng thành phần khi xuất bán combo.
  • Tích hợp cảnh báo tồn kho và trực quan hóa dữ liệu: Ứng dụng thành công ApexCharts để hiển thị biểu đồ trực quan về lượng hàng tồn, cơ cấu mặt hàng và xu hướng luân chuyển theo thời gian thực; kích hoạt cảnh báo tự động khi lượng tồn chạm ngưỡng tối thiểu/tối đa hoặc nguyên liệu sắp hết hạn sử dụng.
  • Giải pháp bảo mật phân quyền hoàn chỉnh: Phân định quyền hạn rõ ràng giữa Quản lý, Thủ kho và Nhân viên bán hàng; tích hợp cơ chế bảo mật JWT với bảng blacklist_tokens để kiểm soát phiên làm việc an toàn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận cũng thẳng thắn chỉ ra các hạn chế hiện tại dựa trên phạm vi triển khai thực tế:

  • Hệ thống mới chỉ tập trung trên nền tảng ứng dụng web cho máy tính, chưa phát triển phiên bản ứng dụng di động riêng biệt cho nhân viên thao tác trực tiếp tại hiện trường kho.
  • Chưa tích hợp sâu với các hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp quy mô lớn (ERP) hoặc các phần mềm kế toán chuyên dụng của bên thứ ba.
  • Chưa ứng dụng công nghệ phân tích dữ liệu nâng cao hoặc thuật toán học máy để dự báo nhu cầu thị trường tự động.

Các hướng phát triển tiếp theo được tác giả đề xuất:

  • Phát triển ứng dụng di động (Mobile App) hỗ trợ quét mã vạch/mã QR trực tiếp trên thiết bị cầm tay nhằm tăng tốc độ nhập/xuất và kiểm kê kho.
  • Bổ sung module phân tích dữ liệu nâng cao và ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong việc dự báo nhu cầu nhập nguyên vật liệu theo mùa vụ sản xuất.
  • Mở rộng các cổng kết nối API để tích hợp đồng bộ với các hệ thống ERP, CRM và các nền tảng thương mại điện tử phổ biến.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị thực tiễn và học thuật cao đối với:

  • Sinh viên ngành Hệ thống Thông tin và Công nghệ Phần mềm: Tham khảo mô hình phân tích thiết kế hệ thống thông tin quản lý kho sản xuất hoàn chỉnh từ khảo sát hiện trạng, mô hình hóa Use Case, thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ phức tạp đến kiểm thử chức năng.
  • Lập trình viên phát triển ứng dụng Web: Nắm bắt phương pháp kết hợp công nghệ hiện đại giữa Next.js, kiến trúc xác thực bảo mật bằng JWT và thư viện ApexCharts trong việc xây dựng các bảng điều khiển (Dashboard) quản trị dữ liệu lớn.
  • Doanh nghiệp sản xuất chế biến vừa và nhỏ: Tham khảo quy trình chuẩn hóa dòng lưu chuyển hàng hóa, kinh nghiệm quản lý tồn kho nông sản chế biến, giải pháp quản lý bảng giá theo thời đoạn và cơ chế đóng gói sản phẩm combo.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài giải quyết vấn đề gì cho Công ty TNHH Vườn Hạt?

Đề tài giải quyết triệt để tình trạng quản lý kho thủ công bằng sổ sách và Excel rời rạc tại Công ty TNHH Vườn Hạt; khắc phục sự mất đồng bộ dữ liệu giữa thủ kho, xưởng đóng gói và bộ phận bán hàng; đồng thời cung cấp công cụ cảnh báo tồn kho tự động và biểu đồ báo cáo trực quan phục vụ ra quyết định kinh doanh.

2. Hệ thống quản lý những đối tượng sản phẩm và bao bì cụ thể nào?

Hệ thống quản lý các loại hạt dinh dưỡng (macca, óc chó, hạnh nhân, bí xanh) và trái cây sấy dẻo (xoài sấy...). Sản phẩm được quản lý theo nhiều quy cách đóng gói như hũ nhựa, hũ thủy tinh, túi zip với các mức khối lượng khác nhau (100g, 500g, 1kg) và các bộ sản phẩm combo hộp quà Tết.

3. Công nghệ nào được sử dụng để xây dựng giao diện và biểu đồ thống kê?

Giao diện hệ thống được xây dựng trên nền tảng Next.js (React Framework) với khả năng tối ưu hóa kết xuất SSR/SSG. Hệ thống phân tích và trực quan hóa số liệu xuất - nhập - tồn kho được hiện thực hóa thông qua thư viện biểu đồ ApexCharts.

4. Cơ chế bảo mật và quản lý phiên người dùng được thiết kế ra sao?

Hệ thống sử dụng tiêu chuẩn JSON Web Token (JWT) để xác thực và phân quyền theo ba vai trò chính (Quản lý, Thủ kho, Nhân viên bán hàng). Khi người dùng đăng xuất, token sẽ được lưu vào bảng blacklist_tokens trong cơ sở dữ liệu để vô hiệu hóa quyền truy cập, ngăn chặn việc tái sử dụng token.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thị Thu Ngân và Nguyễn Đức Thiện đã giải quyết thành công bài toán số hóa quy trình quản lý kho sản xuất tại Công ty TNHH Vườn Hạt. Bằng việc kết hợp kiến trúc Next.js, cơ chế bảo mật JWT và thư viện biểu đồ ApexCharts, hệ thống mang lại giải pháp quản trị kho toàn diện, giúp tối ưu hóa khâu kiểm soát nguyên vật liệu và hỗ trợ ra quyết định kinh doanh chính xác. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị cao về mặt phân tích thiết kế hệ thống thông tin và triển khai công nghệ phần mềm trong thực tiễn doanh nghiệp.