Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành sản xuất cơ khí và giá kệ sắt chịu tác động mạnh mẽ từ sự tăng trưởng của thị trường bán lẻ trong nước cùng xu hướng dịch chuyển chuỗi cung ứng sản xuất từ Trung Quốc sang Việt Nam. Bối cảnh này mang lại cơ hội mở rộng thị trường nhưng đồng thời gia tăng áp lực cạnh tranh gay gắt giữa các doanh nghiệp cơ khí chế tạo, đòi hỏi sự chuẩn hóa nghiêm ngặt về chất lượng và độ ổn định của sản phẩm.

Công ty TNHH MTV Sản Xuất Thương Mại Dịch Vụ Kệ Sắt Minh Phát đã xây dựng và áp dụng hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001:2015. Tuy nhiên, hoạt động kiểm soát thực tế tại nhà xưởng bộc lộ nhiều điểm hạn chế khi quy trình sản xuất vẫn phụ thuộc chủ yếu vào thao tác thủ công và bán tự động của công nhân. Tỷ lệ sản phẩm sai lỗi và phế phẩm duy trì ở mức cao (trên 7%), đồng thời công ty liên tục ghi nhận các khiếu nại chất lượng từ đối tác thương mại và khách hàng lớn. Các biện pháp quản lý chất lượng chủ yếu mang tính chất xử lý sự vụ sau khi khuyết tật đã phát sinh, thiếu công cụ nhận diện và ngăn chặn rủi ro tiềm ẩn ngay tại từng công đoạn sản xuất.

Xuất phát từ thực trạng trên, đề tài tập trung giải quyết 3 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Phân tích thực trạng về chất lượng sản phẩm trên quy trình sản xuất hiện tại của công ty.
  2. Xác định các sai lỗi cần được cải tiến dựa trên công cụ Phân tích các dạng sai hỏng và tác động (FMEA).
  3. Đề xuất giải pháp cải thiện chất lượng sản phẩm thông qua việc xử lý các nguyên nhân có chỉ số ưu tiên rủi ro (RPN) cao.

Đối tượng nghiên cứu:

  • Quá trình sản xuất dòng sản phẩm kệ trưng bày siêu thị tại nhà máy.
  • Các dạng sai hỏng, khuyết tật kỹ thuật và các biện pháp kiểm soát chất lượng hiện hành tại các công đoạn chế tạo.

Phạm vi nghiên cứu:

  • Không gian: Nhà máy sản xuất của Công ty TNHH MTV SX TM DV Kệ Sắt Minh Phát, tọa lạc tại số 31D đường Dương Công Khi, ấp 4, xã Xuân Thới Sơn, huyện Hóc Môn, TP. Hồ Chí Minh.
  • Nội dung: Tập trung áp dụng mô hình FMEA quá trình (PFMEA) trên dây chuyền sản xuất kệ siêu thị nhằm định lượng rủi ro sai lỗi và thiết lập giải pháp khắc phục.
  • Thời gian thu thập dữ liệu: Số liệu thống kê phế phẩm, lỗi nội bộ từ tháng 8/2020 đến tháng 4/2021 và hồ sơ khiếu nại khách hàng trong năm 2020.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài được xây dựng trên nền tảng quản trị chất lượng toàn diện và kỹ thuật quản trị rủi ro quá trình sản xuất:

  • Khái niệm chất lượng và sản phẩm: Tác giả tổng hợp các quan điểm học thuật của Wheeler và Chambers (1992) về chất lượng là đạt mục tiêu với phương sai tối thiểu; Deming (1982) về tính đồng nhất tin cậy với chi phí tối ưu; tiêu chuẩn ISO 9000 và nghiên cứu của M. Pradeep Kumar cùng cộng sự (2016) về việc chuyển đổi nhu cầu khách hàng thành các đặc tính kỹ thuật có thể đo lường. Khái niệm sản phẩm được trích dẫn theo định nghĩa của Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng.
  • Công cụ FMEA (Failure Mode and Effects Analysis): Cơ sở phân tích dựa trên tài liệu của Connie (2008), phân định giữa FMEA thiết kế (DFMEA) và FMEA quá trình (PFMEA). Hệ thống tính điểm chỉ số ưu tiên rủi ro RPN (Risk Priority Number) được xác định qua công thức: $$\text{RPN} = S \times O \times D$$ Trong đó: $S$ (Severity) là Mức độ nghiêm trọng; $O$ (Occurrence) là Khả năng xuất hiện; $D$ (Detection) là Khả năng phát hiện. Thang điểm đánh giá của mỗi nhân tố dao động từ 1 đến 10.
  • Công cụ phân tích nguyên nhân bổ trợ: Mô hình Biểu đồ xương cá (Ishikawa) theo cấu trúc 5M (Man - Con người, Machine - Máy móc, Material - Nguyên vật liệu, Method - Phương pháp, Measure - Đo lường) kết hợp kỹ thuật 5 Whys (Toyota) nhằm truy tìm nguyên nhân gốc rễ và chu trình PDCA (Plan - Do - Check - Act).

Phương pháp nghiên cứu thực tế:

  • Phương pháp thực nghiệm và quan sát trực tiếp: Theo dõi hiện trường, ghi nhận thao tác gia công, căn chỉnh máy và quy trình luân chuyển bán thành phẩm của công nhân tại các trạm làm việc.
  • Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu nội bộ: Trích xuất số liệu thống kê sản lượng, biên bản kiểm tra chất lượng, sổ tay chất lượng ISO, nhật ký bảo trì máy móc và hồ sơ phản ánh khiếu nại từ khách hàng.
  • Phương pháp chuyên gia và khảo sát hai vòng: Thành lập nhóm FMEA chuyên trách gồm 6 nhân sự (quản lý, kỹ thuật, QC, tổ trưởng). Quá trình khảo sát ý kiến đánh giá sai lỗi được tiến hành qua 2 vòng phỏng vấn có sự tham gia của 3 tổ trưởng, 1 nhân viên QC, 2 nhân viên kinh doanh và 6 công nhân đứng máy có thâm niên trên 5 năm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu đề tài

Chương 1 thiết lập tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu trong bối cảnh ngành cơ khí chế tạo chịu sức ép lớn về tiêu chuẩn chất lượng. Tác giả xác định rõ 3 mục tiêu nghiên cứu trọng tâm, đối tượng nghiên cứu là quy trình sản xuất kệ siêu thị tại xưởng Hóc Môn của Công ty Minh Phát, phương pháp tiếp cận từ thu thập dữ liệu nội bộ, quan sát thực nghiệm đến khảo sát chuyên gia, cùng kết cấu bố cục 5 chương của khóa luận.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 hệ thống hóa các khái niệm nền tảng về chất lượng, sản phẩm và đi sâu vào phương pháp luận của công cụ FMEA. Tác giả phân tích cấu trúc bảng phân tích FMEA, đối chiếu sự khác biệt giữa DFMEA và PFMEA, trình bày thang đo 10 mức độ cho 3 chỉ số $S$, $O$, $D$ theo Connie (2008). Đồng thời, chương này làm rõ cách thức kết hợp biểu đồ xương cá 5M và mô hình chuỗi câu hỏi 5 Whys để hỗ trợ việc phân tích nguyên nhân gốc rễ sau khi đã xếp hạng chỉ số RPN.

Chương 3: Thực trạng chất lượng sản phẩm tại Công ty TNHH MTV SX TM DV Kệ Sắt Minh Phát

Chương 3 cung cấp bức tranh toàn diện về năng lực và thực trạng vận hành của doanh nghiệp:

  • Nguồn lực và cơ sở hạ tầng: Vốn điều lệ 27 tỷ đồng; diện tích sản xuất $3.100\text{ m}^2$; công suất thiết kế $1.000\text{ tấn/năm}$. Tổng nhân sự (tính đến tháng 9/2020) gồm 58 người, trong đó lao động trực tiếp chiếm 79,3% (46 người), lao động gián tiếp chiếm 20,7% (12 người).
  • Hệ thống thiết bị sản xuất: Bao gồm máy cán tôn Omega ($7,5\text{ kW}$, tốc độ $18 - 22\text{ m/phút}$), máy hàn lưới đa điểm (nguồn 3 pha $380\text{V}$, công suất $600\text{ kVA}$), máy hàn bấm đơn điểm ($9\text{ kVA}$, gia công dây thép $\varnothing2 - \varnothing6\text{ mm}$), robot hàn 5 trục (tầm với $1,94\text{ m}$, độ chính xác $\pm0,06\text{ mm}$), máy dập cơ và máy dập ép thủy lực.
  • Sản phẩm kệ siêu thị: Gồm 4 chi tiết cấu thành (Mâm, Tay bass, Khung lưới, Chân trụ) với 2 phân khúc tiêu chuẩn (kệ dày và kệ mỏng). Quy trình sản xuất trải qua 4 công đoạn: Tiền xử lý $\rightarrow$ Gia công bộ phận $\rightarrow$ Sơn tĩnh điện (gia công ngoài) $\rightarrow$ Đóng gói và giao hàng.
  • Thực trạng sai lỗi và khiếu nại: Thống kê sản xuất mâm kệ từ tháng 8/2020 đến tháng 4/2021 đạt tổng sản lượng $41.654$ thành phẩm, ghi nhận $2.541$ sản phẩm lỗi sửa được và $404$ phế phẩm loại bỏ, đưa tỷ lệ lỗi lên tới 7,80%. Trong năm 2020, doanh nghiệp phát sinh 5 sự vụ khiếu nại nghiêm trọng (mã CC201 đến CC205) từ các khách hàng lớn như Sài Gòn Coop Food (lỏng kệ), Công ty Vicom (sai kích thước), Công ty Jasan (kém chất lượng), Công ty IMECO (lỗi cạnh) và Công ty Dược phẩm T.C (biến dạng).
  • Đánh giá hệ thống kiểm soát hiện hữu: Kiểm soát chất lượng chủ yếu dựa vào quan sát bằng mắt thường của công nhân sau khi hoàn tất công đoạn, thiếu cơ chế phát hiện tự động hoặc phòng ngừa sai lỗi trước khi phát sinh.

Chương 4: Áp dụng FMEA để cải thiện chất lượng sản phẩm

Chương 4 là phần nội dung thực nghiệm trọng tâm:

  • Tổ chức nhân sự FMEA: Thành lập nhóm FMEA gồm 6 thành viên do Quản lý xưởng làm Trưởng nhóm, phối hợp cùng 1 Kỹ sư kỹ thuật, 1 Nhân viên QC và 3 Tổ trưởng sản xuất.
  • Nhận diện và phân loại sai lỗi: Qua 2 vòng khảo sát và phỏng vấn trực tiếp lực lượng lao động, nhóm FMEA đã tổng hợp 15 dạng sai lỗi tiềm ẩn tại các công đoạn (Sai NVL, Rỉ sét, Sai kích thước, Bung hàn, Đứt mối hàn, Biến dạng, Lưới cong, Thừa phi, Sai ke, Ba dớ cạnh, Trầy xước, Thừa sơn, Rỉ trong chân trụ, Móp méo biến dạng, Nhầm hàng khi giao).
  • Thiết lập bảng điểm chuẩn hóa và tính RPN: Nhóm đã xây dựng thang điểm $S$, $O$, $D$ phù hợp với điều kiện sản xuất cơ khí của nhà máy. Kết quả tính toán đã xác định 3 dạng lỗi có mức độ rủi ro cao nhất cần ưu tiên giải quyết khẩn cấp: Lỗi sai nguyên vật liệu, Lỗi bung mối hàn và Lỗi đứt mối hàn.
  • Phân tích nguyên nhân và thiết kế giải pháp:
    • Lỗi sai NVL: Biểu đồ xương cá và 5 Whys chỉ ra nguyên nhân do thiếu nhãn nhận diện và cách bố trí lưu kho lộn xộn. Giải pháp là quy hoạch lại mặt bằng khu vực lưu trữ NVL, tách biệt rõ ràng các chủng loại vật tư theo tiêu chuẩn trực quan.
    • Lỗi bung hàn và đứt mối hàn: Nguyên nhân xuất phát từ việc công nhân chưa nắm vững kỹ thuật căn chỉnh dòng điện hàn, áp lực ben ép và thiếu quy trình kiểm tra thiết bị định kỳ. Giải pháp thiết lập gồm: Ban hành bảng thông số điều kiện vận hành máy hàn đơn điểm, xây dựng bảng hướng dẫn xử lý sự cố thiết bị tại chỗ, lập kế hoạch đào tạo tay nghề cho công nhân mới và kế hoạch đào tạo định kỳ cho công nhân đứng máy.

Chương 5: Kết luận

Chương 5 đúc kết các kết quả đạt được trong việc giảm thiểu các rủi ro chất lượng tại công ty, đánh giá ý nghĩa của việc chuyển dịch từ kiểm tra thụ động sang kiểm soát phòng ngừa bằng FMEA, đồng thời chỉ ra các giới hạn nghiên cứu về mặt phạm vi và thời gian triển khai.

Kết quả và đóng góp

1. Dữ liệu tổng hợp thực trạng sai lỗi và khiếu nại

Bảng tổng hợp hồ sơ khiếu nại khách hàng trong năm 2020:

Mã vụ việc Nội dung khiếu nại Thời gian tiếp nhận Khách hàng phản ánh
CC201 Lỏng kệ 26/04/2020 Sài Gòn Coop Food
CC202 Sai kích thước 18/07/2020 Công ty Cổ phần Thương mại Vicom
CC203 Kém chất lượng 04/07/2020 Công ty TNHH Dệt Nhuộm Jasan
CC204 Lỗi cạnh sắc nhọn 06/09/2020 Công ty Cổ phần Thương mại IMECO
CC205 Biến dạng sản phẩm 23/12/2020 Công ty T.C Pharmaceutical Industries Co., Ltd

Thực trạng phế phẩm và sản phẩm sửa chữa trên chuyền sản xuất mâm kệ siêu thị (Tháng 8/2020 – Tháng 4/2021):

  • Tổng số thành phẩm đạt: $41.654$ sản phẩm.
  • Hàng lỗi sửa chữa được: $2.541$ sản phẩm.
  • Phế phẩm không thể khắc phục: $404$ sản phẩm.
  • Tỷ lệ sai lỗi tổng thể: 7,80%.

2. Tổng hợp 15 dạng sai hỏng tiềm ẩn và hiện trạng kiểm soát

Công đoạn Dạng sai hỏng Tác động kỹ thuật / chất lượng Phương thức kiểm soát hiện tại
Tiền xử lý Sai NVL Tác động sai hỏng đến các khâu gia công sau Kiểm tra bằng mắt trước khi cắt
Rỉ sét NVL NVL rỉ nặng không thể đưa vào gia công Quan sát NVL trước khi cắt
Sai kích thước BTP Bán thành phẩm không lắp ráp được ở khâu sau Đo kiểm trước khi đưa lên máy gia công
Gia công bộ phận Bung hàn Mối hàn không dính, mất khả năng chịu lực Kiểm tra theo tần suất ngẫu nhiên
Đứt mối hàn Đứt gãy kết cấu tại điểm hàn Kiểm tra trực quan bằng mắt
Biến dạng chi tiết Khớp nối không khít, thay đổi kết cấu kệ Kiểm tra trực quan bằng mắt
Lưới cong Khung lưới bị vênh, cong vênh hai đầu Kiểm tra sau khi lấy ra khỏi máy hàn
Thừa phi Dư thừa nguyên liệu các thanh dọc Kiểm tra trực quan tại máy hàn đa điểm
Sai ke Lệch kích thước hai đường chéo khung Đo theo loại sản phẩm trước khi hàn
Ba dớ cạnh Cạnh kim loại sắc nhọn gây nguy hiểm Quan sát và dùng tay sờ bề mặt BTP
Sơn tĩnh điện Trầy xước Xước bề mặt sơn do vận chuyển Quan sát bề mặt sản phẩm
Thừa sơn Bột sơn không đều, vón cục đóng mảng Quan sát bề mặt sản phẩm
Rỉ trong Rỉ sét ăn mòn bên trong lòng chân trụ Chưa có biện pháp kiểm soát
Giao hàng Móp méo, biến dạng Móp méo do va đập trong quá trình vận chuyển Kiểm tra lúc lắp ráp cho khách hàng
Nhầm hàng Giao nhầm loại kệ dày/mỏng hoặc sai kích cỡ Kiểm tra chứng từ trước khi xuất hàng

3. Các giải pháp kỹ thuật và quản lý được thiết lập

  • Quy hoạch mặt bằng nguyên vật liệu: Tách biệt và dán nhãn nhận diện trực quan cho từng chủng loại thép tấm, thép cuộn, thép phi nhằm triệt tiêu hoàn toàn lỗi nhầm lẫn NVL đầu vào.
  • Tiêu chuẩn hóa điều kiện máy hàn bấm đơn điểm: Thiết lập bảng thông số kỹ thuật chuẩn (áp lực ben, dòng điện hàn, thời gian giữ tải) theo từng đường kính dây thép.
  • Quy trình xử lý sự cố thiết bị tại trạm: Ban hành bảng hướng dẫn nhận diện và khắc phục sự cố mối hàn ngay tại vị trí máy để công nhân tự xử lý khi phát sinh biến động kỹ thuật.
  • Hệ thống đào tạo nhân lực: Xây dựng kế hoạch đào tạo kỹ thuật định kỳ và quy trình hướng dẫn thao tác chuẩn cho công nhân mới tuyển dụng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế nghiên cứu:

    • Phạm vi áp dụng thực nghiệm FMEA mới chỉ tập trung trên một dây chuyền sản xuất kệ trưng bày siêu thị, chưa mở rộng cho dây chuyền sản xuất kệ chứa hàng công nghiệp nặng (kệ Selective, kệ tải trọng lớn).
    • Quá trình đánh giá cho điểm $S$, $O$, $D$ vẫn dựa chủ yếu vào sự kết hợp giữa tài liệu nội bộ và nhận định định tính từ nhóm chuyên gia khảo sát, chưa ứng dụng phần mềm theo dõi lỗi tự động theo thời gian thực.
    • Một số công đoạn gia công phụ thuộc bên ngoài (sơn tĩnh điện) chưa thể kiểm soát triệt để các rủi ro vận chuyển và kỹ thuật sơn tại cơ sở của nhà thầu phụ.

  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:

    • Mở rộng triển khai PFMEA cho toàn bộ hệ thống sản xuất kệ công nghiệp và các sản phẩm cơ khí phụ trợ khác của công ty.
    • Tích hợp công cụ FMEA với các kỹ thuật kiểm soát chất lượng bằng thống kê (SPC) và cơ chế chống sai lỗi (Poka-Yoke) trên các trạm gia công dập, hàn tự động.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Sinh viên và học viên chuyên ngành Quản lý công nghiệp, Kỹ thuật hệ thống công nghiệp, Quản lý chất lượng, Kỹ thuật cơ khí chế tạo; các cán bộ quản lý sản xuất, kỹ sư chất lượng (QC/QA) và quản đốc phân xưởng tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs).
  • Phần nội dung có giá trị ứng dụng cao:
    • Quy trình 2 vòng phỏng vấn thiết lập dữ liệu đầu vào cho nhóm FMEA tại môi trường sản xuất cơ khí thực tế.
    • Phương pháp xây dựng thang điểm đánh giá $S$, $O$, $D$ bám sát đặc thù vận hành của xưởng gia công kim loại tấm và hàn lưới thép.
    • Bộ tài liệu mẫu về: Bảng điều kiện chạy máy hàn, Bảng xử lý sự cố thiết bị tại chỗ và Kế hoạch đào tạo kỹ thuật định kỳ cho công nhân trực tiếp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tỷ lệ sai lỗi sản phẩm mâm kệ siêu thị tại Công ty Minh Phát trong giai đoạn khảo sát là bao nhiêu?
Trong giai đoạn từ tháng 8/2020 đến tháng 4/2021, trên tổng số $41.654$ thành phẩm mâm kệ được sản xuất, công ty ghi nhận $2.541$ sản phẩm lỗi phải sửa chữa và $404$ phế phẩm phải loại bỏ, tương ứng với tỷ lệ sai lỗi đạt mức 7,80%.

2. Cơ cấu nhóm triển khai FMEA tại nhà máy bao gồm những nhân sự nào?
Nhóm FMEA nòng cốt gồm 6 thành viên: Nguyễn Văn Tân (Quản lý xưởng - Trưởng nhóm chịu trách nhiệm chung và đào tạo phương pháp), Lương Mỹ Hưng (Nhân viên kỹ thuật - tư vấn thông số kỹ thuật), Đoàn Thị Hoa (Nhân viên QC - theo dõi số liệu và giám sát lỗi), cùng 3 Tổ trưởng sản xuất (Trần Văn Thân, Trần Cường, Đinh Công Linh - trực tiếp phân tích thao tác và giám sát công nhân đứng máy). Nhóm còn lấy ý kiến mở rộng từ 2 nhân viên kinh doanh và 6 công nhân đứng máy có thâm niên trên 5 năm.

3. Năm vụ khiếu nại khách hàng nghiêm trọng nhất mà công ty gặp phải trong năm 2020 là gì?
Năm sự vụ khiếu nại gồm: CC201 (26/04/2020, Sài Gòn Coop Food khiếu nại lỗi lỏng kệ), CC202 (18/07/2020, Công ty Vicom khiếu nại sai kích thước), CC203 (04/07/2020, Công ty Jasan khiếu nại chất lượng kém), CC204 (06/09/2020, Công ty IMECO khiếu nại lỗi ba dớ cạnh sắc nhọn) và CC205 (23/12/2020, Công ty T.C Pharmaceutical Industries khiếu nại lỗi sản phẩm biến dạng).

4. Ba dạng sai lỗi nào có mức độ rủi ro cao nhất được lựa chọn để phân tích nguyên nhân chuyên sâu?
Dựa trên kết quả tính toán chỉ số ưu tiên rủi ro RPN từ bảng phân tích FMEA, 3 dạng sai lỗi nghiêm trọng nhất được nhóm lựa chọn để xử lý dứt điểm là: Lỗi sai nguyên vật liệu (công đoạn tiền xử lý), Lỗi bung mối hàn và Lỗi đứt mối hàn (công đoạn gia công bộ phận).

5. Tại sao hệ thống kiểm soát chất lượng theo ISO 9001:2015 của công ty trước cải tiến chưa đạt hiệu quả mong muốn?
Hệ thống tài liệu chất lượng của công ty trước cải tiến chủ yếu mang tính chất lý thuyết trên hồ sơ giấy tờ, thiếu các hướng dẫn thao tác chuẩn tại từng vị trí máy. Các hoạt động kiểm tra chất lượng phần lớn thực hiện bằng mắt thường sau khi sản phẩm đã hình thành (kiểm tra thụ động), chưa có cơ chế kiểm soát ngăn ngừa tại nguồn và công ty chưa tổ chức đào tạo bài bản cho công nhân về cách thức phân loại, nhận diện nguyên nhân sai lỗi.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Minh Tú đã giải quyết bài toán kiểm soát chất lượng tại Công ty TNHH MTV SX TM DV Kệ Sắt Minh Phát thông qua việc ứng dụng phương pháp FMEA quá trình kết hợp biểu đồ xương cá 5M và kỹ thuật 5 Whys. Nghiên cứu đã nhận diện đầy đủ 15 dạng khuyết tật kỹ thuật trên dây chuyền sản xuất kệ siêu thị, phân loại mức độ rủi ro và xác định 3 lỗi trọng điểm gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản phẩm. Các giải pháp đề xuất về quy hoạch mặt bằng vật tư, tiêu chuẩn hóa thông số vận hành máy hàn và đào tạo công nhân mang tính thực tiễn cao, giúp doanh nghiệp chuyển dịch từ cơ chế kiểm tra lỗi thụ động sang kiểm soát phòng ngừa rủi ro có hệ thống.