Lean – Six Sigma Trong Cải Thiện Chi Phí Phế Phẩm: Ứng Dụng Tại Hệ Thống Sản Xuất Điện Tử

Tài liệu nghiên cứu Lean six sigma in scrap cost improvement an application in electronics manufacturing system, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Tran Ngoc Quynh
• Người hướng dẫn: Assoc. Do Ngoc Hien
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology
• Chuyên ngành: Industrial Engineering
• Đề tài: Lean – Six Sigma in Scrap Cost Improvement: An Application in Electronics Manufacturing System
• Loại tài liệu: master thesis
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Background
• 1.2. Research objective and scope
• 1.3. Thesis structure
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Lean Six Sigma
• 2.2. In-process kanban (IPK)
• 2.3. Maynard Operation Sequence Technique (MOST)
• 2.4. The DMAIC Methodology
• 2.5. Scrap definition, FPY dashboard and EDMR system
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ CẢI TIẾN
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Cải Thiện Chi Phí Phế Phẩm Bằng Lean Six Sigma

Cải thiện chi phí phế phẩm trong hệ thống sản xuất điện tử là một thách thức lớn. Lean Six Sigma (LSS) là một phương pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề này. LSS kết hợp giữa Lean, tập trung vào việc loại bỏ lãng phí, và Six Sigma, nhằm giảm thiểu biến động trong quy trình sản xuất. Việc áp dụng LSS không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, từ đó tăng cường sự hài lòng của khách hàng.

1.1. Định Nghĩa Lean Six Sigma Trong Sản Xuất

Lean Six Sigma là một chiến lược cải tiến quy trình, kết hợp giữa hai phương pháp Lean và Six Sigma. Lean tập trung vào việc loại bỏ lãng phí, trong khi Six Sigma chú trọng vào việc kiểm soát chất lượng và giảm thiểu biến động.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Việc Giảm Chi Phí Phế Phẩm

Giảm chi phí phế phẩm không chỉ giúp tiết kiệm chi phí sản xuất mà còn cải thiện hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Điều này đặc biệt quan trọng trong ngành sản xuất điện tử, nơi mà chi phí phế phẩm có thể ảnh hưởng lớn đến lợi nhuận.

II. Vấn Đề Chi Phí Phế Phẩm Trong Hệ Thống Sản Xuất Điện Tử

Trong ngành sản xuất điện tử, chi phí phế phẩm thường cao hơn so với các ngành khác. Nguyên nhân chủ yếu là do quy trình sản xuất phức tạp và yêu cầu chất lượng cao. Việc xác định và phân tích nguyên nhân gốc rễ của chi phí phế phẩm là rất cần thiết để có thể áp dụng các giải pháp hiệu quả.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ra Chi Phí Phế Phẩm

Các nguyên nhân chính gây ra chi phí phế phẩm bao gồm lỗi trong quy trình sản xuất, thiếu sót trong kiểm soát chất lượng và sự không đồng nhất trong nguyên liệu đầu vào.

2.2. Tác Động Của Chi Phí Phế Phẩm Đến Doanh Nghiệp

Chi phí phế phẩm không chỉ làm giảm lợi nhuận mà còn ảnh hưởng đến uy tín của doanh nghiệp. Khách hàng có thể không hài lòng nếu sản phẩm không đạt chất lượng, dẫn đến mất khách hàng.

III. Phương Pháp Lean Six Sigma Để Giảm Chi Phí Phế Phẩm

Phương pháp Lean Six Sigma sử dụng chu trình DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control) để cải thiện quy trình sản xuất. Mỗi bước trong chu trình này đều có vai trò quan trọng trong việc xác định và giải quyết các vấn đề liên quan đến chi phí phế phẩm.

3.1. Bước Định Nghĩa Define Trong DMAIC

Bước đầu tiên trong chu trình DMAIC là xác định vấn đề và mục tiêu cải tiến. Điều này bao gồm việc xác định các chỉ số hiệu suất chính (KPI) liên quan đến chi phí phế phẩm.

3.2. Bước Phân Tích Analyze Nguyên Nhân Gốc Rễ

Phân tích nguyên nhân gốc rễ giúp xác định các yếu tố gây ra chi phí phế phẩm. Sử dụng các công cụ như biểu đồ Pareto và phân tích nguyên nhân sẽ giúp tìm ra giải pháp hiệu quả.

IV. Ứng Dụng Lean Six Sigma Trong Thực Tế

Việc áp dụng Lean Six Sigma trong sản xuất điện tử đã cho thấy nhiều kết quả tích cực. Nghiên cứu cho thấy rằng việc cải thiện quy trình sản xuất có thể giảm chi phí phế phẩm từ 0.03% xuống 0.01%, từ đó nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

4.1. Kết Quả Cải Tiến Tại Doanh Nghiệp

Sau khi áp dụng Lean Six Sigma, doanh nghiệp đã giảm được chi phí phế phẩm và nâng cao mức sigma từ 2.43 lên 2.8. Điều này chứng tỏ tính hiệu quả của phương pháp.

4.2. Các Bước Cải Tiến Cụ Thể

Các bước cải tiến bao gồm thay đổi quy trình sản xuất, đào tạo nhân viên và áp dụng công nghệ mới để giảm thiểu lỗi trong sản xuất.

V. Kết Luận Về Cải Thiện Chi Phí Phế Phẩm Bằng Lean Six Sigma

Cải thiện chi phí phế phẩm bằng Lean Six Sigma là một chiến lược hiệu quả cho các doanh nghiệp sản xuất điện tử. Việc áp dụng phương pháp này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm và sự hài lòng của khách hàng.

5.1. Tương Lai Của Lean Six Sigma Trong Ngành Sản Xuất

Lean Six Sigma sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc cải tiến quy trình sản xuất, đặc biệt trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gia tăng trong ngành sản xuất điện tử.

5.2. Khuyến Nghị Để Cải Tiến Liên Tục

Doanh nghiệp cần duy trì việc áp dụng Lean Six Sigma và thường xuyên đánh giá lại quy trình sản xuất để đảm bảo hiệu quả và chất lượng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong ngành sản xuất dịch vụ điện tử (EMS - Electronics Manufacturing Services), áp lực cạnh tranh khốc liệt đòi hỏi các doanh nghiệp phải tối ưu hóa chi phí sản xuất và giảm thiểu phế phẩm. Tại nhà máy lắp ráp thiết bị điện tử quy mô lớn, chi phí phế phẩm phát sinh trong công đoạn đóng gói và lắp ráp hoàn thiện (Box Build - BB) gây thiệt hại trực tiếp vào lợi nhuận biên vì khách hàng không chi trả cho các lãng phí nội bộ. Theo dữ liệu theo dõi liên tục trong 10 tuần (từ tuần 6 đến tuần 15 năm tài chính 2022), tỷ lệ chi phí phế phẩm trung bình tại khu vực Box Build chiếm 0,030% tổng chi phí định mức nguyên vật liệu (BOM cost), vượt xa ngưỡng mục tiêu giới hạn của công ty là 0,020%. Đáng chú ý, các tổn thất do lỗi quy trình sản xuất chiếm tới 62,11% tổng chi phí phế phẩm Box Build, tương đương mức tổn thất khoảng 3.800 USD trong chu kỳ đánh giá.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm được xác định là sự thiếu ổn định trong kiểm soát chất lượng tại công đoạn lắp ráp hoàn thiện, trong đó khách hàng trọng điểm ING đóng góp tới 70,11% tổng chi phí phế phẩm toàn khu vực. Mục tiêu cụ thể của đề tài là ứng dụng bài bản phương pháp luận Lean Six Sigma (LSS) theo chu trình DMAIC để giảm tỷ lệ chi phí phế phẩm Box Build từ 0,030% xuống dưới 0,020%, nâng cao năng lực quy trình và gia tăng tỷ lệ sản phẩm đạt ngay từ lần đầu (FPY). Phạm vi nghiên cứu tập trung vào dây chuyền Box Build tại nhà máy Jabil Việt Nam trong khung thời gian từ tháng 2 đến tháng 4 năm 2022. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện ở việc cắt giảm lãng phí hữu hình, cải thiện chỉ số sigma dây chuyền và thiết lập mô hình chuẩn hóa có thể nhân rộng cho các tổ hợp gia công công nghệ cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu tích hợp hai triết lý quản trị sản xuất cốt lõi là Lean và Six Sigma. Mô hình DMAIC (Define - Measure - Analyze - Improve - Control) đóng vai trò khung xương sống dẫn dắt quá trình giải quyết vấn đề từ nhận diện triệu chứng đến duy trì kết quả. Bên cạnh đó, nghiên cứu vận dụng sâu hệ thống Kanban trong công đoạn (In-Process Kanban - IPK) nhằm thiết lập mức đệm bán thành phẩm tối ưu (WIP) giữa các trạm làm việc, ngăn ngừa hiện tượng tích tụ gây va chạm sản phẩm. Kỹ thuật đo lường công việc tiên tiến MOST (Maynard Operation Sequence Technique) được triển khai để định mức thời gian thao tác chuẩn xác thông qua các chuỗi chuyển động: Chuyển động chung (General Move), Chuyển động có kiểm soát (Controlled Move) và Sử dụng công cụ (Tool Use), trong đó đơn vị đo lường 1 TMU tương đương 0,036 giây.

Các khái niệm chính được sử dụng xuyên suốt bao gồm: Tỷ lệ đạt lần đầu (First Pass Yield - FPY), Năng lực quy trình (Chỉ số Cpk và Mức độ Sigma Z-bench), Cơ chế phòng ngừa sai lỗi (Poka-Yoke) và Hệ thống điều hành sản xuất tích hợp (MES - Manufacturing Execution System).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được trích xuất trực tiếp từ cơ sở dữ liệu MES, biên bản xử lý vật liệu điện tử eMDR và bảng điều khiển trực quan FPY trong suốt 10 tuần với cỡ mẫu theo dõi gồm hơn 10.000 sản phẩm thuộc dòng Model 90 series của khách hàng ING. Dữ liệu lỗi cá nhân được thu thập chi tiết trên 12 công nhân vận hành nhằm đánh giá tính đồng nhất của thao tác.

Phương pháp phân tích thống kê kết hợp giữa định tính và định lượng:

• Xử lý dữ liệu: Sử dụng biểu đồ phân phối chuẩn và loại bỏ các điểm ngoại vi (outliers) để kiểm định điều kiện phân phối chuẩn ($p\text{-value} > 0,05$), đảm bảo tính hợp lệ cho phân tích năng lực quy trình.
• Kiểm định giả thuyết: Ứng dụng kiểm định Chi-square ($\chi^2$) để xác định sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về tỷ lệ lỗi giữa các công nhân và trước/sau cải tiến.
• Mô phỏng động học: Ứng dụng phần mềm FlexSim để mô phỏng dây chuyền thực tế, thiết lập bảng dữ liệu thời gian chu kỳ (Cycle Time) và kiểm định mô hình bằng kiểm định Student t-test so với sản lượng thực tế ($p\text{-value} > 0,05$). Lý do lựa chọn mô phỏng FlexSim là vì hệ thống MES không thể ghi nhận trực tiếp lượng WIP biến thiên tức thời giữa các trạm liên tục.

Thời gian thực hiện đề tài kéo dài từ ngày 05/09/2022 đến ngày 18/12/2022, trải qua 5 giai đoạn rõ ràng: Define (1 tuần), Measure (3 tuần), Analyze (3 tuần), Improve (9 tuần) và Control (4 tuần).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân hóa tập trung lỗi phế phẩm: Biểu đồ Pareto chỉ ra rằng hai dạng lỗi chính là trầy xước vỏ máy (Scratches) và biến dạng dây cáp (Deformed Cable) chiếm tới 80,00% tổng lượng phế phẩm của khách hàng ING, tập trung chủ yếu tại trạm nạp phần mềm (Download) và trạm kiểm tra chức năng (Wintest/FVT).
2. Năng lực quy trình ban đầu ở mức thấp: Tại trạm Download, chỉ số năng lực quy trình chỉ đạt Cpk = 0,72 với Z-bench = 1,41, tương ứng mức Sigma là 2,43. Tại trạm Wintest, chỉ số Cpk đạt 0,62 với Z-bench = 1,10, tương ứng mức Sigma chỉ đạt 2,19, thấp hơn nhiều so với kỳ vọng sản xuất công nghệ cao.
3. Nguyên nhân gốc rễ đa chiều: Phân tích ma trận chất lượng tự động và biểu đồ xương cá (Fishbone 5M1E) xác định 3 nguyên nhân cốt lõi: khay chứa phẳng thông thường làm sản phẩm va đập khi di chuyển; công nhân bỏ qua bước dùng đồ gá bảo vệ tại trạm siết ốc Assembly 5 và Assembly 10; vùng đệm WIP thực tế giữa các trạm lên tới hơn 5 sản phẩm trong khi sức chứa vật lý chỉ cho phép tối đa 4 sản phẩm.
4. Hiệu quả nhảy vọt sau cải tiến: Sau khi triển khai giải pháp, mức Sigma của trạm Download và Wintest đều vượt ngưỡng 3,00 (Z-bench đạt 1,69). Tỷ lệ FPY toàn chuyền tăng từ 98,55% lên trên 98,90%. Tỷ lệ chi phí phế phẩm Box Build giảm mạnh từ 0,030% xuống còn 0,014%, vượt mức chỉ tiêu 0,020% của nhà máy.

Thảo luận kết quả

Kết quả cải tiến bắt nguồn từ việc phối hợp đồng bộ 3 nhóm giải pháp kỹ thuật:

• Thay thế khay vận chuyển: Chuyển đổi 100% khay phẳng sang khay định hình chia ngăn (Partition Trays with Cavities), tạo vách ngăn cách ly triệt để nguy cơ trầy xước vỏ ngoài trong quá trình luân chuyển.
• Kiểm soát đồ gá bằng Poka-Yoke: Bổ sung bước quét mã xác nhận đồ gá (Scan PLV) trên hệ thống MES trước khi siết ốc. Phân tích MOST khẳng định thao tác quét chỉ tốn 140 TMU (tương đương 5,04 giây), nâng tổng định mức trạm Assembly 5 lên 520 TMU và Assembly 10 lên 790 TMU mà hoàn toàn không tạo ra nút thắt cổ chai (bottleneck) mới trên biểu đồ cân bằng chuyền (Line Balancing Chart).
• Tối ưu hóa đệm chuyền IPK qua FlexSim: Kết quả mô phỏng 4 kịch bản (IPK từ 1 đến 4) minh chứng kịch bản IPK = 3 đạt hiệu suất vượt trội nhất với thời gian sản xuất ngắn nhất (Lead time = 384.724 giây) và năng suất trung bình cao nhất (UPH = 828 sản phẩm/giờ), vượt trội hơn mức UPH 826 của IPK = 4 và UPH 819 của IPK = 1.

Dữ liệu so sánh trước và sau cải tiến được thể hiện trực quan qua biểu đồ xu hướng chi phí phế phẩm hàng tuần, đường kiểm soát FPY và bảng kiểm định Chi-square ($p < 0,05$). Thành tựu nâng mức Sigma từ 2,19 lên trên 3,00 hoàn toàn tương đồng với các nghiên cứu điển hình trong ngành sản xuất linh kiện bán dẫn quốc tế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Chuẩn hóa quy trình quét mã kiểm thực đồ gá (PLV Scanning): Bộ phận Kỹ thuật Quy trình (ME) và Kỹ thuật Hệ thống (IE) cần lập trình bắt buộc 100% các trạm siết ốc cơ học phải quét xác thực đồ gá qua MES mới mở khóa tua-vít điện trong vòng 2 tuần, duy trì tỷ lệ tuân thủ không dưới 99,5%.
2. Chuyển đổi đồng bộ hệ thống khay chứa định hình chuyên dụng: Bộ phận Quản lý Vật tư phối hợp cùng Quản đốc Sản xuất hoàn tất việc thay thế toàn bộ khay chứa phẳng bằng khay có khoang đệm cho tất cả các dòng sản phẩm Box Build trong thời hạn 30 ngày, nhằm kéo giảm tỷ lệ lỗi trầy xước ngoại quan xuống dưới mức 0,005%.
3. Kẻ vạch giới hạn và duy trì kỷ luật đệm In-Process Kanban (IPK = 3): Đội ngũ Giám sát Sản xuất cần tiến hành sơn vạch phân định trực quan đúng 3 vị trí bán thành phẩm tại mỗi trạm trung gian trong vòng 7 ngày; đào tạo định kỳ để 100% công nhân không xếp chồng linh kiện khi vùng đệm đã đủ 3 sản phẩm.
4. Cập nhật hồ sơ phân tích rủi ro PFMEA và SOP kiểm soát thùng chứa: Bộ phận Đảm bảo Chất lượng (QA) tiến hành bổ sung yêu cầu kiểm tra khoang khay chứa vào tài liệu Form-Fit Test Report và cập nhật hạng mục Scan PLV vào hồ sơ PFMEA định kỳ hàng quý, thiết lập cơ chế báo cáo biến động phế phẩm hàng tuần (Weekly Scrap Dashboard) để duy trì tỷ lệ chi phí phế phẩm dưới 0,015%.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư Công nghiệp (Industrial Engineers - IE) & Kỹ sư Quy trình (ME): Tiếp cận phương pháp tích hợp kỹ thuật định mức MOST với mô phỏng FlexSim để cân bằng chuyền và tính toán dung lượng đệm IPK khoa học, tối ưu hóa mặt bằng sản xuất.
2. Nhà quản lý Chất lượng (QA/QC Managers) & Chuyên gia Lean Six Sigma: Khai thác quy trình chuẩn triển khai DMAIC, kỹ thuật phân tích ma trận chất lượng tự động và phương pháp chuyển đổi các yêu cầu chất lượng (CTQ) thành chỉ số kiểm soát cụ thể.
3. Giám đốc Điều hành và Quản lý Nhà máy gia công EMS: Nắm bắt giải pháp thực chứng về cắt giảm chi phí phế phẩm, bảo vệ biên lợi nhuận gia công và nâng cao tỷ lệ FPY khi sản xuất các đơn hàng Make-to-Order phức tạp.
4. Học viên Cao học và Giảng viên ngành Kỹ thuật Hệ thống: Sử dụng làm tài liệu nghiên cứu tình huống (case study) chuẩn mực về việc kết hợp giữa lý thuyết quản trị tinh gọn, công cụ thống kê thực nghiệm và chuyển đổi số trong công nghiệp chế tạo.

Câu hỏi thường gặp

Mô hình DMAIC trong nghiên cứu này giải quyết bài toán cốt lõi nào?

Mô hình DMAIC giải quyết việc tỷ lệ chi phí phế phẩm Box Build thực tế tại nhà máy EMS ở mức 0,030%, vượt mục tiêu 0,020%. Qua 5 pha chặt chẽ, dự án đã xác định nguyên nhân tại khay chứa, thao tác đồ gá và lượng WIP dư thừa, từ đó hạ tỷ lệ phế phẩm về mức 0,014%.

Tại sao kỹ thuật MOST lại quan trọng khi bổ sung bước quét bảo vệ đồ gá?

Kỹ thuật MOST đo lường chính xác từng chuyển động thao tác tính bằng đơn vị TMU. Khi bổ sung bước quét barcode đồ gá bắt buộc nhằm chống lỗi, MOST chứng minh bước này chỉ tốn 140 TMU (5,04 giây), đảm bảo trạm siết ốc không trở thành nút thắt cổ chai làm giảm nhịp sản xuất chung.

Làm thế nào phần mềm FlexSim xác định được mức IPK = 3 là tối ưu nhất?

Phần mềm FlexSim mô phỏng dây chuyền thực tế qua 4 kịch bản đệm bán thành phẩm (IPK từ 1 đến 4). Kết quả chứng minh mức IPK = 3 giúp dây chuyền đạt thời gian hoàn thành đơn hàng ngắn nhất (384.724 giây) và sản lượng đầu ra mỗi giờ cao nhất (828 UPH) so với các kịch bản còn lại.

Chỉ số Cpk và Sigma level ban đầu phản ánh tình trạng dây chuyền ra sao?

Ban đầu, trạm Download có Cpk = 0,72 (Sigma = 2,43) và trạm Wintest có Cpk = 0,62 (Sigma = 2,19). Các chỉ số này cho thấy quá trình gia công có độ biến động rất lớn, không đủ năng lực đáp ứng yêu cầu chất lượng khắt khe và dẫn đến việc tạo ra lượng phế phẩm trầy xước, đứt cáp cao.

Biện pháp nào đảm bảo kết quả cải tiến duy trì bền vững sau dự án?

Kết quả được duy trì bền vững nhờ chuẩn hóa vào hồ sơ kỹ thuật: bổ sung yêu cầu khóa liên động quét mã PLV vào tài liệu PFMEA, đưa quy định khay định hình có khoang đệm vào tiêu chuẩn Form-Fit Test SOP, và thiết lập bảng điều khiển theo dõi chi phí phế phẩm tự động hàng tuần.

Kết luận

• Luận văn đã giải quyết thành công bài toán chi phí phế phẩm tại khu vực Box Build của nhà máy gia công điện tử EMS, đưa tỷ lệ phế phẩm từ 0,030% xuống 0,014% (vượt mục tiêu 0,020%).
• Năng lực quy trình được nâng cấp vượt bậc với mức Sigma của các trạm thử nghiệm trọng yếu tăng từ 2,19 - 2,43 lên trên 3,00 và tỷ lệ FPY tăng từ 98,55% lên hơn 98,90%.
• Nghiên cứu kết hợp nhuần nhuyễn giữa Lean Six Sigma, định mức thao tác MOST, kiểm thực Poka-Yoke và mô phỏng đệm chuyền IPK trên FlexSim.
• Các giải pháp kỹ thuật đã được thể chế hóa hoàn toàn vào tài liệu PFMEA, tiêu chuẩn SOP khay chứa và hệ thống giám sát số liệu MES theo thời gian thực.
• Doanh nghiệp sản xuất cần nhanh chóng áp dụng khung cải tiến DMAIC thực chứng này để tối ưu hóa dây chuyền lắp ráp, triệt tiêu lãng phí và nâng cao năng lực cạnh tranh trong chuỗi cung ứng toàn cầu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY HO CHI MINH CITY HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY TRAN NGOC QUYNH LEAN – SIX SIGMA IN SCRAP COST IMPROVEMENT: AN APPLICATION IN ELECTRONICS MANUFACTURING SYSTEM Major: Industrial Engineering Major ID: 8520117 MASTER THESIS HO CHI MINH CITY, January 2023 THIS RESEARCH IS COMPLETED AT: HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY – VNU HCM Instructor: Assoc. Do Ngoc Hien …………………………………………………. Nguyen Vang Phuc Nguyen………………………………………………… Examiner 2: PhD. Nguyen Van Thanh………………………………………………………….

Master’s Thesis is defended at HCMC University of Technology, VNU-HCM on January 08, 2023. The Board of The Master’s Thesis Defense Council includes: 1. Do Thanh Luu ………………………………………………………. Le Song Thanh Quynh………………………………………………….

Counter-Argument Member: PhD. Nguyen Vang Phuc Nguyen……………. Counter-Argument Member: PhD. Nguyen Van Thanh……………………………….

Council Member: Assoc. Do Ngoc Hien ……………………………………. Verification of the Chairman of the Master’s Thesis Defense Council and the Dean of the Faculty of Mechanical Engineering after the thesis is corrected (if any). CHAIRMAN OF THE COUNCIL DEAN OF FACULTY OF MECHANICAL (Full name and signature) ENGINEERING (Full name and signature) VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY HCMC SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM VNUHCM UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Independence – Liberty – Happiness ________________________ __________________ MASTER’S THESIS ASSIGNMENTS Full name: TRAN NGOC QUYNH.

Date of birth: 29th October, 1998. Place of birth: Ca Mau. Major: Industrial Engineering. I – TITLE: LEAN – SIX SIGMA IN SCRAP COST IMPROVEMENT: AN APPLICATION IN ELECTRONICS MANUFACTURING SYSTEM/ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LEAN SIX - SIGMA VÀO GIẢM CHI PHÍ PHẾ PHẨM: TRƯỜNG HỢP ĐIỂN CỨU TẠI NHÀ MÁY LẮP RÁP HÀNG ĐIỆN TỬ ASSIGNMENTS AND CONTENT: Assignments:  Investigate a production system to identify the quality and productivity-related problems and their root causes  Collect the information and data to prove the problem  Propose a Lean Six Sigma framework to reduce the scrap cost rate in an EMS factory  Reduce the scrap cost rate to meet the company target Content:  Chapter 1 gives a general introduction to the research object and problem.

The research objectives, limitations and scope of the study, the content to be performed, and layout of the study will also be briefly presented in this chapter.  Chapter 2 presents the theories used in the research will be presented, including the Lean concept, Six Sigma methodology, in-process kanban (IPK), Maynard operation sequence technique (MOST) and related studies.  Chapter 3 introduces a research methodology with step to step to carry out this study.  Chapter 4 presents an overview of the research object, such as process, layout, traceability systems, etc.

The Define, Measure and Analyze phases will be discussed in this chapter. All data collected is analyzed to identify the improvement opportunity and form a research problem. As a result, this session will also conduct improvement actions to solve the problem's root cause. Moreover, the control plan will also be defined to maintain the improvement actions and their results.

 Chapter 5 reports the conclusion of the thesis. The remaining shortcomings will be pointed out, and possible developing directions for the future will be suggested. i II – ASSIGNMENT DELIVERING DATE (based on the Decision on Assignments Delivering): September 05, 2022. III – ASSIGNMENT COMPLETING DATE (based on the Decision on Assignments Delivering): December 18, 2022.

IV – INSTRUCTOR: Assoc. Do Ngoc Hien. Ho Chi Minh City, December 23, 2022 INSTRUCTOR HEAD OF DEPARTMENT (Full name and signature) (Full name and signature) DEAN OF FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING (Full name and signature) ii ACKNOWLEDGEMENT "Lean – Six Sigma in scrap cost improvement: an application in Electronics Manufacturing System" is a result of whale time at the Department of Industrial Systems Engineering, HCMC University of Technology. This thesis would not have been feasible without the untold amount of encouragement from numerous people who enabled me to complete the study.

First and foremost, I would like to express my heartfelt appreciation and deepest gratitude to my primary advisor – A/Prof. Đỗ Ngọc Hiền for his guidance over the course of this thesis study. I am grateful beyond words that he is ready to discuss issues with vast information I have had no chance to be shared before. I could not have asked for a better advisor for my thesis study.

Besides, thanks for the enthusiastic support from colleagues at Jabil company. In the process of implementing as well as collecting data, I have received very enthusiastic support from both teachers and brothers and sisters in the company. I would like to especially thank Mr Danh Võ – IE Functional Manager and Ms Nhi Trần – IE Engineer who facilitated and supported me directly in this project. I would also like to thank the IE support team members who have always enthusiastically supported me in my work and searching for orientation for graduation thesis topics in the company.

In addition, I would like to thank the friends who have helped me through the difficulties and also the joys. Thank you for making my life more colourful. Last but not least, I would like to express my sincerest thanks to my greatest source of motivation and inspiration: thank you to my parents for always supporting me in every way. Thank you, my brother – Trần Quốc Công, PhD for advice and guidance.

I would not have gotten to where I am today without your support. In the process of working and reporting, mistakes will inevitably be made, and I would like to ask for your comments and corrections so that I can improve my knowledge as well as future orientation. Trần Ngọc Quỳnh iii ABSTRACT This research presents six sigma implementation conducted in an EMS enterprise to reduce scrap cost rate and thereby increase its sigma level. The study has gone through the problem that the factory is facing: the percentage of scrap cost is higher than the target (actual 0.

Using the DMAIC methodology, the root cause was defined as product handling, tool-using and IPK identification between stations. Then, three improvement actions were taken to address the three identified causes. The solutions are to change the board handling trays, add a mandatory scan step when using a screw jig, and determine the number of IPKs between stations. After applying improvement solutions, the line performance is significantly improved.

The sigma level improved from 2.43 for the download station and from 2.19 for the wintest station. Since then, the rate of products passing the first time (FPY) has also improved, from 98.55%, compared to the factory's target is 98. Furthermore, the research's target was also achieved when improving the scrap cost ratio from 0. This result proves the effectiveness of the study, meeting the research objectives and the company's expectations.

Keywords: Lean Six – Sigma, scrap cost reduction, MOST, FlexSim simulation, IPK iv TÓM TẮT LUẬN VĂN Nghiên cứu này trình bày việc triển khai Six - Sigma trong một doanh nghiệp EMS để giảm tỷ lệ chi phí phế phẩm và từ đó tăng mức sigma của hệ thống. Nghiên cứu đã đi sâu vào vấn đề mà nhà máy đang gặp phải: tỷ lệ chi phí phế phẩm cao hơn so với mục tiêu (0.03% thực tế so với mục tiêu 0. Bằng việc sử dụng chu trình DMAIC, nguyên nhân gốc rễ được xác định là do thao tác di chuyển sản phẩm, thiếu công cụ hỗ trợ khi thao tác và IPK giữa các trạm chưa được xác định rõ ràng. Sau đó, ba giải pháp cải tiến đã được thực hiện để giải quyết ba nguyên nhân được xác định.

Các giải pháp là thay đổi các khay dùng dể vận chuyển bo mạch, thêm bước quét bắt buộc khi sử dụng đồ gá và xác định số lượng IPK giữa các trạm. Sau khi áp dụng các giải pháp cải tiến, hiệu suất dây chuyền được cải thiện rõ rệt. Mức sigma được cải thiện từ 2.43 cho trạm Download và từ 2.19 cho trạm Wintest. Từ đó, tỷ lệ sản phẩm đạt lần đầu tiên (FPY) cũng được cải thiện, từ 98.55%, so với mục tiêu của nhà máy là 98.

Ngoài ra, mục tiêu của nghiên cứu cũng đã đạt được khi cải thiện tỷ lệ chi phí phế liệu từ 0. Kết quả này chứng tỏ tính hiệu quả của nghiên cứu, đáp ứng mục tiêu nghiên cứu và kỳ vọng của công ty. v DECLARATION I hereby declare that this is my own research. All the data and the results used in this research are honest and have not been published in other studies.

I will be totally responsible for my research if it is incorrect as mentioned above. The research’s author TRAN NGOC QUYNH vi CONTENTS MASTER’S THESIS ASSIGNMENTS. IV TÓM TẮT LUẬN VĂN. VII LIST OF FIGURES.

VIII LIST OF TABLES .X LIST OF ABBREVIATIONS .2 RESEARCH OBJECTIVE AND SCOPE .1 LEAN SIX SIGMA .2 IN-PROCESS KANBAN (IPK) .3 MAYNARD OPERATION SEQUENCE TECHNIQUE (MOST). THE DMAIC METHODOLOGY .2 Scrap definition, FPY dashboard and EDMR system. CONCLUSION AND DISCUSSION .40 LIST OF PUBLICATIONS. 58 vii LIST OF FIGURES FIGURE 1.

EXAMPLE OF IPK. MOST DATA CARD. DMAIC METHODOLOGY FRAMEWORK. THE LAYOUT OF THE ASSEMBLY LINE.

FPY DASHBOARD INTERFACE. EMDR SYSTEM INTERFACE. BB SCRAP COST IN 10 WEEKS. %CONTRIBUTION OF SCRAP ISSUES.

%SCRAP COST TREND CHART. SIPOC OF THE PROJECT. BB SCRAP BY DEFECTS. DEFECTS BREAKDOWN BY PROCESS.

BB FPY AND SCRAP TREND CHART. CTQS OF THE PROBLEM. DESCRIPTIVE REPORT FOR THE SCRATCH DEFECT RATE. DESCRIPTIVE REPORT FOR SCRATCH DEFECT RATE (REMOVED OUTLIERS).

PROCESS CAPABILITY ANALYSIS FOR DOWNLOAD STATION. DESCRIPTIVE REPORT FOR THE DEFORMED CABLE DEFECT RATE. DESCRIPTIVE REPORT FOR DEFORMED CABLE DEFECT RATE (REMOVED OUTLIERS). PROCESS CAPABILITY ANALYSIS FOR THE WINTEST STATION.

AUTO QUALITY MATRIX. CHI-SQUARE TEST FOR DEFECT RATE OF 12 OPERATORS. FISHBONE DIAGRAM FOR SCRATCHES AND DEFORMED CABLE DEFECTS. SCRATCHES ON CASING.

THE TRAY BEFORE AND AFTER REPLACEMENT. DAMAGED NEAR SCREW HOLES. ASSEMBLY 5 MOST ANALYSIS – BEFORE. ASSEMBLY 10 MOST ANALYSIS - BEFORE.

ASSEMBLY 5 MOST ANALYSIS – AFTER. ASSEMBLY 10 MOST ANALYSIS - AFTER. ASSEMBLY LINE BALANCING CHART BEFORE AND AFTER. SIMULATED MODEL AND CYCLE TIME GLOBAL TABLE.

PARETO OF PRODUCT DEMAND. T-TEST OF OUTPUT FROM THE SIMULATION MODEL AND ACTUAL OUTPUT. MODEL'S THROUGHPUT BY TIME. WIP BETWEEN PROCESSES.

SIMULATED MODELS WITH A) IPK = 4, B) IPK = 3, C) IPK = 2 AND D) IPK = 1. DEFINE THE LOCATION FOR WIP BETWEEN WORKSTATIONS. CHI-SQUARE TEST FOR DEFECT RATES BEFORE AND AFTER IMPROVEMENT. PROCESS CAPABILITY OF DOWNLOAD AND WINTEST STATION.

BB FPY AND %SCRAP COST RATE TREND BEFORE AND AFTER IMPROVEMENT. PFMEA WITH SCAN PLV REQUIREMENT. THE HANDLING CONTAINER WITH CAVITIES REQUIREMENT. SCRAP COST DASHBOARD AND WEEKLY REPORT.

38 ix LIST OF TABLES TABLE 1. % SCRAP COST CONTRIBUTION BY CUSTOMER. DATA COLLECTION PLAN. CAUSES AND COUNTERMEASURES.

SUMMARY RESULT OF 4 SCENARIOS. SUMMARY OF IMPROVEMENT ACTIONS. SUMMARY OF RESULTS. SUMMARY OF SCRAP COST IN 10 WEEKS.

DEFECT BY OPERATORS. PRODUCTION PLAN FOR FLEXSIM MODEL INPUT. THROUGHPUT FROM SIMULATION MODEL AND FROM MES SYSTEM FOR TOP 5 PRODUCTS. SCRATCHES DEFECT RATE BEFORE AND AFTER IMPROVEMENT.

DEFORMED CABLE DEFECT RATE BEFORE AND AFTER IMPROVEMENT. 54 x LIST OF ABBREVIATIONS Abbreviation Meaning 4Q 4 Quadrands BB Box build BOM Bill of materials CTQ Critical to quality eMDR Electronic Materials Disposition Report EMS Electronics manufacturing services FPY First pass yield FVT Functional Validation Test IPK In – process kanban KPI Key performance indicator LSS Lean Six Sigma MES Manufacturing execution system N/A Not applicable NVA Non – value added PCB Printed circuit boards PCBA Printed circuit boards assembly PFMEA Process failure modes and effects analysis PLV Production line verification SMT Surface-mount technology UPH Units per hour WIP Work in progress xi CHAPTER 1.