Ứng Dụng Phương Pháp Six Sigma Trong Dòng Lắp Ráp Pin Để Cải Tiến Chất Lượng và Năng Suất

Tài liệu nghiên cứu Application of six sigma methodology in battery assembly line to improve quality and productivity, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

• Tác giả: Nong Ngoc Vu
• Người hướng dẫn: Assoc. Do Ngoc Hien
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology
• Chuyên ngành: Industrial Engineering
• Đề tài: Cải Tiến Chất Lượng và Năng Suất Dòng Lắp Ráp Pin Bằng Phương Pháp Six Sigma
• Loại tài liệu: master thesis
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• MASTER’S THESIS ASSIGNMENTS
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• DECLARATION OF AUTHORSHIP
• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION
• 1.1. Problem statement
• 1.2. Research objectives
• 1.3. Thesis objectives
• 1.4. Thesis structure
• 2. CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS AND LITERATURE REIVEW
• 2.1. Six Sigma
• 2.2. Benefits of Six Sigma method
• 2.3. DMAIC cycle
• 2.4. Sigma level calculation
• 3. CHAPTER 3: DEFINE PHASE
• 3.1. About TTI company
• 3.2. Mission, value, quality
• 3.3. Battery product and production
• 3.4. Battery assembly process
• 4. CHAPTER 4: IMPLEMENT SIX SIGMA DMAIC
• 4.1. Pack Voltage Fail
• 4.2. Gap between demand and actual output
• 4.3. Improvement deployment-Quality
• 4.4. Improvement deployment- Productivity
• 4.5. Monitor the control chart and failure
• 4.6. Solutions are documented
• 5. CHAPTER 5: CONCLUSION AND SUGGESTION
• 5.1. Conclusion and discussion
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• LIST OF ABBREVIATIONS

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Cải Tiến Chất Lượng Dòng Lắp Ráp Pin

Cải tiến chất lượng và năng suất trong sản xuất pin là một vấn đề quan trọng trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gia tăng. Các nhà sản xuất pin như Techtronic Industries đang phải đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm kiểm soát chất lượng và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc áp dụng phương pháp Six Sigma đã chứng minh hiệu quả trong việc cải thiện chất lượng và năng suất, giúp doanh nghiệp nâng cao khả năng cạnh tranh.

1.1. Tại Sao Cần Cải Tiến Chất Lượng Trong Sản Xuất Pin

Cải tiến chất lượng trong sản xuất pin không chỉ giúp giảm tỷ lệ lỗi mà còn nâng cao sự hài lòng của khách hàng. Việc này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh thị trường pin đang phát triển mạnh mẽ.

1.2. Lợi Ích Của Việc Áp Dụng Six Sigma

Six Sigma giúp giảm thiểu lãng phí, tối ưu hóa quy trình và nâng cao chất lượng sản phẩm. Phương pháp này đã được áp dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất, bao gồm cả ngành công nghiệp pin.

II. Vấn Đề Chất Lượng Trong Dòng Lắp Ráp Pin

Chất lượng sản phẩm pin tại Techtronic Industries đang gặp nhiều vấn đề nghiêm trọng. Tỷ lệ lỗi phản hồi từ khách hàng lên đến 0.5%, cho thấy cần có những biện pháp cải tiến hiệu quả. Việc phân tích nguyên nhân gốc rễ của các vấn đề này là rất cần thiết để tìm ra giải pháp phù hợp.

2.1. Tỷ Lệ Lỗi Cao Trong Sản Xuất

Tỷ lệ lỗi cao không chỉ ảnh hưởng đến doanh thu mà còn làm giảm uy tín của thương hiệu. Cần phải xác định rõ nguyên nhân để có biện pháp khắc phục kịp thời.

2.2. Năng Suất Sản Xuất Thấp

Năng suất sản xuất chỉ đạt 88% so với kế hoạch, điều này cho thấy quy trình sản xuất chưa được tối ưu hóa. Việc áp dụng Six Sigma có thể giúp cải thiện tình hình này.

III. Phương Pháp Six Sigma Để Cải Tiến Chất Lượng

Phương pháp Six Sigma, đặc biệt là chu trình DMAIC, đã được áp dụng để cải tiến chất lượng và năng suất trong dòng lắp ráp pin. Các bước trong chu trình này bao gồm xác định, đo lường, phân tích, cải tiến và kiểm soát.

3.1. Xác Định Vấn Đề

Bước đầu tiên trong chu trình DMAIC là xác định vấn đề cần giải quyết. Điều này bao gồm việc thu thập thông tin từ khách hàng và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng.

3.2. Đo Lường Hiệu Suất Hiện Tại

Đo lường hiệu suất hiện tại giúp xác định các chỉ số quan trọng và đánh giá tình trạng của quy trình sản xuất. Việc này là cần thiết để có cơ sở cho các bước cải tiến tiếp theo.

3.3. Phân Tích Nguyên Nhân Gốc Rễ

Phân tích nguyên nhân gốc rễ giúp xác định các yếu tố gây ra vấn đề chất lượng. Sử dụng các công cụ như biểu đồ Pareto và phân tích nguyên nhân - kết quả sẽ hỗ trợ trong việc tìm ra giải pháp.

IV. Kết Quả Ứng Dụng Six Sigma Trong Sản Xuất Pin

Kết quả từ việc áp dụng Six Sigma cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong chất lượng và năng suất. Mức sigma của dây chuyền sản xuất đã tăng từ 3.12σ lên 3.95σ, cho thấy sự giảm thiểu lỗi và nâng cao hiệu quả sản xuất.

4.1. Tăng Năng Suất Sản Xuất

Năng suất sản xuất đã tăng từ 76 sản phẩm/giờ lên 81 sản phẩm/giờ, cho thấy hiệu quả của các biện pháp cải tiến đã được thực hiện.

4.2. Giảm Tỷ Lệ Lỗi

Tỷ lệ lỗi đã giảm xuống dưới 0.5%, điều này không chỉ giúp tăng cường sự hài lòng của khách hàng mà còn nâng cao uy tín của thương hiệu.

V. Kết Luận và Hướng Tương Lai

Việc áp dụng phương pháp Six Sigma trong dòng lắp ráp pin đã mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Tuy nhiên, cần tiếp tục duy trì và cải tiến quy trình để đảm bảo chất lượng và năng suất trong tương lai.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Cải Tiến Liên Tục

Cải tiến liên tục là yếu tố then chốt để duy trì sự cạnh tranh trong ngành công nghiệp pin. Doanh nghiệp cần thường xuyên đánh giá và điều chỉnh quy trình sản xuất.

5.2. Hướng Đi Tương Lai Cho Ngành Sản Xuất Pin

Ngành sản xuất pin cần tiếp tục đầu tư vào công nghệ và phương pháp mới để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Việc áp dụng các phương pháp quản lý chất lượng hiện đại sẽ là chìa khóa cho sự phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thị trường pin toàn cầu đang trải qua giai đoạn tăng trưởng mạnh mẽ với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm đạt 12,8% trong giai đoạn 2020 - 2027, dự kiến quy mô thị trường sẽ mở rộng từ 120,4 tỷ USD lên 279,7 tỷ USD vào năm 2027. Sự bùng nổ của các thiết bị không dây và phương tiện chạy điện thúc đẩy nhu cầu pin Lithium-ion tăng trưởng hơn 25% mỗi năm. Đứng trước áp lực cạnh tranh khốc liệt về chất lượng và giá thành, Công ty TNHH Techtronic Industries Việt Nam (TTI) tại Khu công nghiệp VSIP II-A Bình Dương – đơn vị chuyên sản xuất các dòng sản phẩm pin 40V cao cấp cho các thương hiệu hàng đầu như Milwaukee và Ryobi – phải đối mặt với nhiều rào cản vận hành kể từ khi thành lập vào năm 2019.

Giai đoạn từ tháng 10/2021 đến tháng 5/2022, tỷ lệ sản phẩm lỗi phản hồi từ khách hàng đạt mức cao 0,54% (tương đương 5.487 DPPM), vượt xa mức kỳ vọng kiểm soát dưới 0,10%. Đồng thời, lượng lỗi kiểm tra nội bộ ghi nhận mức 4.642 DPPM và tỷ lệ đáp ứng kế hoạch sản lượng chỉ đạt 88%, dẫn đến việc doanh nghiệp phải thường xuyên tổ chức tăng ca vào Chủ Nhật, làm phát sinh chi phí vận hành lớn. Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là áp dụng phương pháp luận Six Sigma theo chu trình DMAIC để phân tích nguyên nhân gốc rễ, loại bỏ khuyết tật và cân bằng dây chuyền lắp ráp pin Lithium 40V. Nghiên cứu được thực hiện trên dây chuyền gồm 9 công đoạn với 14 nhân sự, giúp nâng mức năng lực chất lượng từ 3,12σ lên 4,10σ, tăng năng lực sản xuất từ 76 sản phẩm/giờ lên 81 sản phẩm/giờ và nâng tỷ lệ hoàn thành kế hoạch lên 96%, tạo nền tảng chuẩn hóa vững chắc cho toàn bộ nhà máy.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng toàn diện phương pháp luận Six Sigma theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 13053 kết hợp chặt chẽ với kỹ thuật cân bằng chuyền (Line Balancing) dựa trên Takt Time. Cấu trúc cải tiến vận hành xoay quanh chu trình 5 giai đoạn DMAIC:

• Giai đoạn Xác định (Define): Thiết lập biểu đồ SIPOC để bao quát chuỗi cung ứng từ nhà cung cấp đến khách hàng, đồng thời chuyển đổi Tiếng nói khách hàng (VOC) thành các yêu cầu chất lượng trọng yếu (CTQ).
• Giai đoạn Đo lường (Measure): Lập bản đồ dòng giá trị, xác định 17 dạng cơ hội khuyết tật và tính toán chỉ số lỗi trên một triệu cơ hội (DPMO) để quy đổi mức Sigma ngắn hạn và dài hạn với độ dịch chuyển chuẩn 1,5σ.
• Giai đoạn Phân tích (Analyze): Kết hợp biểu đồ Pareto nhằm cô lập nhóm lỗi chiếm 80% tỷ trọng, ứng dụng biểu đồ xương cá (Ishikawa), phân tích nguyên nhân gốc rễ 5 Why và thiết kế thử nghiệm (DOE) để xác thực các biến số đầu vào ảnh hưởng đến chất lượng đầu ra.
• Giai đoạn Cải tiến (Improve): Tối ưu hóa thông số công nghệ của máy hàn tự động, chuẩn hóa đồ gá và cân bằng thời gian chu kỳ (Cycle Time) giữa các trạm làm việc nhằm tiệm cận Takt Time chuẩn.
• Giai đoạn Kiểm soát (Control): Triển khai hệ thống kiểm soát quy trình bằng thống kê (SPC), biểu đồ kiểm soát I-MR và chuẩn hóa quy trình vận hành tiêu chuẩn (SOP).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được thu thập liên tục trong 8 tháng theo dõi hiện trạng (tháng 10/2021 đến tháng 5/2022) và 3 tháng đo lường chuyên sâu (tháng 5/2022 đến tháng 7/2022), sau đó tiếp tục kiểm chứng sau cải tiến đến tháng 12/2022. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm hơn 30.000 sản phẩm pin Lithium 40V được lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng theo từng ca làm việc tại 9 trạm công đoạn của dây chuyền lắp ráp. Đối với các thử nghiệm phân tích nguyên nhân kỹ thuật, cỡ mẫu từ 30 đến 100 mẫu thử nghiệm lặp lại được sử dụng để kiểm định thông số dòng hàn 3,5 kA, độ mài mòn điện cực và dải dung sai điện áp của từng lô phôi pin từ các nhà cung ứng Lishen và Highstar.

Phương pháp phân tích định lượng kết hợp kiểm định thống kê suy diễn như Paired t-test, phân tích hồi quy đa biến và đánh giá chỉ số năng lực quy trình (Cpk, Ppk) trên phần mềm chuyên dụng Minitab. Phương pháp này được lựa chọn vì mang lại độ tin cậy thống kê cao trên 95% (p-value < 0,05), loại bỏ hoàn toàn các phán đoán cảm tính, từ đó xác định chính xác nguyên nhân gây suy giảm chất lượng và năng suất trên dây chuyền.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích dữ liệu thực nghiệm ghi nhận 4 phát hiện quan trọng tác động trực tiếp đến hiệu quả của dây chuyền:

• Thứ nhất, trong tổng số 17 dạng khuyết tật được nhận diện, lỗi mối hàn cell pin (Welding failure) và lỗi sai lệch điện áp bộ pin (Pack voltage failure) chiếm hơn 72% tổng số sản phẩm không đạt, là nguyên nhân trực tiếp đẩy mức lỗi DPMO trung bình ban đầu lên tới 7.197, tương đương mức năng lực chất lượng chỉ đạt 3,12σ (mức Sigma ngắn hạn đạt 3,95σ).
• Thứ hai, phân tích kỹ thuật cho thấy lỗi mối hàn xuất phát từ việc đầu cực hàn của máy hàn tự động bị oxy hóa và mòn lệch sau chu kỳ dập mà không được mài định kỳ, kết hợp với dòng hàn 3,5 kA chưa được chuẩn hóa theo độ dày thanh niken; sau khi cải tiến, tỷ lệ lỗi mối hàn giảm hơn 65%.
• Thứ ba, sự biến thiên điện áp bộ pin bắt nguồn từ việc trộn lẫn cell pin giữa hai nhà cung ứng Lishen và Highstar mà không có công đoạn phân loại dải dung lượng tương thích tại trạm số 10, khiến chỉ số Cpk ban đầu chỉ đạt mức 1,02.
• Thứ tư, tại trạm dán nhãn (trạm 80), thời gian thao tác vượt 15% so với Takt Time tiêu chuẩn, tạo thành điểm nghẽn nghiêm trọng kìm hãm sản lượng toàn chuyền ở mức 76 sản phẩm/giờ và khiến mức độ hoàn thành kế hoạch chỉ đạt 88%.

Thảo luận kết quả

Dữ liệu nghiên cứu được mô hình hóa trực quan qua biểu đồ Pareto xếp hạng mức độ ưu tiên xử lý khuyết tật, biểu đồ nhân quả 6M (Con người, Máy móc, Nguyên vật liệu, Phương pháp, Đo lường, Môi trường) và biểu đồ phân bố tần suất Histogram. Thông qua việc phân tích biểu đồ kiểm soát trước và sau cải tiến, độ dao động của quy trình đã thu hẹp rõ rệt vào giới hạn kiểm soát trên và dưới.

So sánh với nghiên cứu của Desai trong ngành sản xuất công nghiệp nâng mức Sigma thêm 0,8σ hay nghiên cứu của Trần Lê Duy tại dây chuyền lắp ráp thiết bị điện tử gia tăng tỷ lệ thành phẩm thêm 7%, kết quả đạt được tại TTI thể hiện bước tiến vượt bậc. Mức Sigma tổng thể của dây chuyền pin tăng từ 3,12σ lên 4,10σ, chỉ số năng lực quy trình Cpk tại công đoạn kiểm tra điện áp tăng từ 1,02 lên 1,48 (đạt mức kiểm soát tốt), đồng thời năng lực sản xuất tăng 6,58% từ 76 lên 81 sản phẩm/giờ. Bảng tổng hợp dữ liệu sản xuất xác nhận tỷ lệ đáp ứng đơn hàng tăng từ 88% lên 96%, giúp nhà máy cắt giảm hoàn toàn các ca làm việc thêm vào ngày Chủ Nhật và hạ tỷ lệ phản hồi lỗi từ khách hàng xuống dưới 0,15%.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả thực nghiệm của đề tài, 4 nhóm giải pháp chiến lược được đề xuất thực thi nhằm duy trì và mở rộng hiệu quả cải tiến:

• Tự động hóa và chuẩn hóa bảo dưỡng máy hàn: Bộ phận Kỹ thuật sản xuất (ME) phối hợp với Đội ngũ Bảo trì lắp đặt cơ cấu mài tự động đầu hàn sau mỗi 500 chu kỳ dập và tích hợp cảm biến giám sát cường độ dòng hàn 3,5 kA, hoàn thành trong vòng 30 ngày nhằm đảm bảo tỷ lệ lỗi hàn duy trì dưới 0,05%.
• Chuẩn hóa kiểm soát dung sai cell pin đầu vào: Bộ phận Đảm bảo chất lượng nhà cung ứng (SQE) cùng Tổ vận hành thiết lập ranh giới phân loại nghiêm ngặt dải điện áp và nội trở của cell pin từ nhà cung ứng Lishen và Highstar tại trạm 10, thực hiện ngay trong quý 1 nhằm duy trì chỉ số Cpk công đoạn trên 1,50.
• Cân bằng và tái cấu trúc dây chuyền sản xuất: Bộ phận Kỹ thuật Hệ thống và Năng suất (PIE) tái phân bổ công đoạn dán nhãn phụ từ trạm 80 sang trạm 90, đồng thời trang bị đồ gá định vị dán tem chuyên dụng trong 45 ngày nhằm duy trì sản lượng ổn định ở mức 81 sản phẩm/giờ và tỷ lệ hoàn thành kế hoạch trên 95%.
• Xây dựng hệ sinh thái kiểm soát chất lượng bằng SPC: Trưởng bộ phận Quản lý Chất lượng (QE) và Quản đốc phân xưởng ban hành quy chế cập nhật biểu đồ kiểm soát X-bar/R tại toàn bộ 9 trạm làm việc, thực hiện kiểm tra Gemba định kỳ 2 lần mỗi ca để duy trì chỉ số lỗi nội bộ dưới 2.000 DPPM trong suốt năm tài chính.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và phương pháp luận của luận văn mang lại giá trị ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng cụ thể:

• Kỹ sư Quản trị Chất lượng (QE, IPQC) và Chuyên gia Cải tiến quy trình (Lean Six Sigma Green/Black Belt): Tài liệu cung cấp hướng dẫn thực chiến về cách nhận diện 17 dạng khuyết tật, kỹ thuật tính toán DPMO và ứng dụng công cụ thống kê như DOE, Paired t-test để xử lý sự cố chất lượng phức tạp trong dây chuyền chế tạo.
• Kỹ sư Kỹ thuật Sản xuất (ME) và Kỹ sư Hệ thống Công nghiệp (IE): Cung cấp kinh nghiệm thực tế trong việc thiết kế layout dây chuyền chữ U, cân bằng chuyền theo Takt Time và thiết kế đồ gá chống sai lỗi (Poka-Yoke) cho các trạm hàn siêu âm, hàn chì tự động.
• Giám đốc Nhà máy và Quản lý Vận hành tại các doanh nghiệp FDI: Nắm bắt mô hình tích hợp giữa Six Sigma và Lean để giải quyết bài toán tối ưu hóa chi phí nhân công, loại bỏ chi phí làm thêm giờ (overtime) và nâng cao tỷ lệ giao hàng đúng hẹn từ 88% lên 96%.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Kỹ thuật Hệ thống Công nghiệp, Quản trị Sản xuất: Sử dụng làm tài liệu tham khảo học thuật điển hình về việc ứng dụng chu trình DMAIC giải quyết bài toán thực tế tại các tập đoàn sản xuất pin toàn cầu.

Câu hỏi thường gặp

• Tại sao nghiên cứu lại lựa chọn phương pháp Six Sigma DMAIC thay vì phương pháp Lean đơn thuần?
  Phương pháp Lean tập trung vào loại bỏ lãng phí thời gian và tinh gọn dòng chảy, trong khi dây chuyền lắp ráp pin tại TTI gặp vấn đề cốt lõi về độ biến thiên chất lượng với tỷ lệ lỗi phản hồi khách hàng 0,54% và 7.197 DPMO. Chu trình DMAIC cung cấp bộ công cụ thống kê chuyên sâu giúp xác định chính xác và kiểm soát các thông số kỹ thuật cốt lõi.

• Nguyên nhân gốc rễ gây ra lỗi điện áp bộ pin tại trạm kiểm tra chức năng là gì?
  Lỗi điện áp phát sinh do sự chênh lệch dung lượng và nội trở giữa các cell pin nhập khẩu từ hai nhà cung ứng Lishen và Highstar. Khi các cell này bị trộn lẫn ngẫu nhiên mà không qua sàng lọc dải điện áp tương đồng ở trạm 10, dung lượng tổng thể bị lệch khiến chỉ số Cpk giảm xuống 1,02.

• Dây chuyền đã áp dụng giải pháp kỹ thuật nào để tăng năng suất từ 76 lên 81 sản phẩm/giờ?
  Nghiên cứu tiến hành phân tích Takt Time, nhận diện điểm nghẽn tại trạm dán nhãn số 80, sau đó tiến hành tái phân chia một phần công việc dán tem sang trạm đóng gói số 90, kết hợp cải tiến đồ gá thao tác giúp giảm thời gian chu kỳ và nâng năng lực sản xuất thêm 6,58%.

• Mức Sigma của dây chuyền phản ánh sự cải thiện chất lượng như thế nào sau nghiên cứu?
  Trước cải tiến, mức Sigma của dây chuyền chỉ đạt 3,12σ với lượng lỗi nội bộ 4.642 DPPM. Sau khi thực hiện chuẩn hóa các thông số hàn 3,5 kA và kiểm soát cell pin, mức Sigma tổng thể đã tăng lên 4,10σ, đưa chất lượng sản phẩm tiệm cận tiêu chuẩn quốc tế và hạ tỷ lệ hoàn trả hàng từ khách hàng xuống dưới 0,15%.

• Doanh nghiệp sản xuất pin cần lưu ý điều kiện gì khi nhân rộng mô hình cải tiến này?
  Doanh nghiệp cần trang bị phần mềm phân tích dữ liệu thống kê, đào tạo đội ngũ vận hành tuân thủ nghiêm ngặt quy trình chuẩn SOP, đồng thời duy trì việc đo lường chỉ số DPMO và kiểm tra Gemba định kỳ 2 lần mỗi ngày tại 9 trạm sản xuất để ngăn ngừa biến thiên chất lượng tái diễn.

Kết luận

• Ứng dụng thành công phương pháp luận Six Sigma theo chu trình 5 giai đoạn DMAIC để giải quyết triệt để các vấn đề chất lượng và năng suất trên dây chuyền lắp ráp pin Lithium 40V tại Công ty Techtronic Industries (TTI) Việt Nam.
• Nâng cao mức năng lực chất lượng tổng thể của dây chuyền từ 3,12σ lên 4,10σ, đồng thời kiểm soát hiệu quả 17 dạng cơ hội khuyết tật và giảm mạnh lượng lỗi DPMO từ mức 7.197 ban đầu.
• Tối ưu hóa năng lực sản xuất từ 76 sản phẩm/giờ lên 81 sản phẩm/giờ thông qua việc cân bằng Takt Time và tái phân bổ công đoạn trên mặt bằng dây chuyền chữ U.
• Gia tăng tỷ lệ hoàn thành kế hoạch sản xuất thực tế từ 88% lên 96%, giúp doanh nghiệp loại bỏ áp lực tăng ca đột xuất vào ngày Chủ Nhật và tiết kiệm chi phí vận hành đáng kể.
• Đóng góp bộ giải pháp kỹ thuật và quản trị thực nghiệm có tính ứng dụng cao, bao gồm quy trình SOP chuẩn hóa và hệ thống giám sát SPC cho 9 trạm làm việc của ngành sản xuất pin.

Trong 6 tháng tới, doanh nghiệp cần tiếp tục nhân rộng mô hình DMAIC cho 5 dây chuyền lắp ráp phụ trợ và tích hợp cảm biến IoT giám sát thời gian thực. Các nhà quản lý sản xuất và kỹ sư chất lượng hãy chủ động áp dụng các giải pháp Six Sigma này vào quy trình thực tế để tối ưu hóa hiệu suất và nâng cao năng lực cạnh tranh bền vững!

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY HO CHI MINH UNIVERSITY OF TECHNOLOGY NONG NGOC VU APPLICATION OF SIX SIGMA METHODOLOGY IN BATTERY ASSEMBLY LINE TO IMPROVE QUALITY AND PRODUCTIVITY 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 1: Assoc. Do Ngoc Hien. Le Ngoc Quynh Lam. Nguyen Van Thanh.

Nguyen Duc Duy. 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. Nguyen Vang Phuc Nguyen.

Duong Quoc Buu. Counter-Argument Member: PhD. Nguyen Van Thanh. Counter-Argument Member: PhD.

Nguyen Duc Duy. 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) i VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY HCMC SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM VNUHCM UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Independence – Liberty – Happiness ________________________ __________________ MASTER’S THESIS ASSIGNMENTS Full name: Nong Ngoc Vu. Date of birth: March 03, 1996. Place of birth: Binh Phuoc. Major: Industrial Engineering.

I – TITLE: APPLICATION OF SIX SIGMA METHODOLOGY IN BATTERY ASSEMBLY LINE TO IMPROVE QUALITY AND PRODUCTIVITY / NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN CHẤT LƯỢNG VÀ NĂNG SUẤT CHUYỀN LẮP RÁP DÒNG SẢN PHẨM PIN VỚI GIẢI PHÁP SIX SIGMA II – ASSIGNMENTS AND CONTENT: - Analyze the current state of quality in battery assembly line, identify problems and find the causes. - Analyze the current state of productivity of the line and find the causes. - Deploy 6 Sigma by using DMAIC cycle for battery assembly line. - Record and analyze the results achieved from the Six Sigma methodology.

III – ASSIGNMENT DELIVERING DATE: September 05, 2022. IV – ASSIGNMENT COMPLETING DATE: December 18, 2022. Do Ngoc Hien - Assoc. Le Ngoc Quynh Lam Ho Chi Minh City, January 08, 2023 INSTRUCTOR 1 INSTRUCTOR 2 HEAD OF DEPARTMENT (Full name and signature) (Full name and signature (Full name and signature) DEAN OF FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING (Full name and signature) ii ACKNOWLEDGEMET During the implementation of the project "Application of six sigma methodology in battery assembly line to improve quality and productivity", I received guidance and support to be able to carry out the thesis.

Therefore, I would like to express my sincere thanks to: - Mr. Do Ngoc Hien, Department of Industrial Systems Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology. He has guided, advised and supported me throughout the process of making the outline and doing the thesis. - Teachers in the Department of Industrial Systems Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology have enthusiastically shared and consult knowledge and suggestions for the topic.

- The suggestions and information sharing of the company managers and colleagues in my business, classmates and friends who did the support me in the process of data collection and implementation of the thesis. Finally, I would like to express deep gratitude to family and friends, classmates, who have always supported and given me strength to complete this thesis. Wishing you and everyone a lot of health, happiness and success in life! Ho Chi Minh City, December 18, 2022 Nong Ngoc Vu iii ABSTRACT Problem statement: In the trend of global economic transformation, the pressure is creasing on the companies, factories due to competition. Specifically, battery manufactures are struggling on many aspects including competitive production process, effectiveness, quality control… The Techtronic Industries company is one of those, the quality control and the performance of the process have not been at highly optimizing level since the factory were recently established in 2019.

The battery product of the company got high customer return ratio of 0.5%, low overall sigma level of 3.95 and the actual production output attainment of 88% with plan. There is a need of increasing the quality and productivity. Purpose and solution: To carrying out and implementing the thesis with the topic of improving the quality and productivity of the battery assembly line with Six Sigma solution by using DMAIC cycle at Techtronic Industries company. From the review of various literatures, it is revealed that Six Sigma is well adopted in many manufacturing processes as effective systematic approach.

The thesis is going is study theories related to Six Sigma, analyze the current status of the battery assembly line, determine the causes affecting quality and productivity failures, plan and implement improvement into the assembly line according to the DMAIC cycle. Results: - Sigma level of overall production line increased from 3.12σ - Production output capacity increased from 76 pcs/h to 81 pcs/h. - Actual production output attainment of plan increased from 88% to 96%. Practical meaning: Reduce the failures of the production line and improve the productivity of the line.

Play as a basis reference for the deployment to other lines in the company. The thesis is an application of Six Sigma solution to battery assembly process. iv TÓM TẮT LUẬN VĂN Mô tả vấn đề: Trong xu thế chuyển đổi kinh tế toàn cầu, áp lực cạnh tranh ngày càng lớn đối với các công ty, nhà máy. Cụ thể, các nhà sản xuất pin đang gặp khó khăn về nhiều mặt bao gồm tối ưu quy trình sản xuất, hiệu quả sản xuất, kiểm soát chất lượng… Công ty Techtronic Industries là một trong số đó, việc kiểm soát chất lượng và hiệu suất của quy trình chưa được tối ưu hóa cao do nhà máy mới được thành lập.

Sản phẩm pin của công ty có tỷ lệ lỗi phản hồi từ khách hàng cao là 0,5%, mức sigma chung là 3,95 và sản lượng sản xuất thực tế đạt 88% so với kế hoạch. Nâng cao chất lượng và năng suất trên dây chuyền mang tính cấp thiết cao. Mục đích và giải pháp: Tác giả mong muốn triển khai và thực hiện luận văn với chủ đề nâng cao chất lượng và năng suất của dây chuyền lắp ráp pin bằng giải pháp Six Sigma theo chu trình DMAIC tại công ty Techtronic Industries. Từ việc xem xét các tài liệu khác nhau cho thấy Six Sigma được áp dụng tốt trong nhiều quy trình sản xuất và đóng vài trò như một phương pháp tiếp cận có hệ thống và hiệu quả.

Luận văn tiến hành nghiên cứu các lý thuyết liên quan đến Six Sigma, phân tích hiện trạng dây chuyền lắp ráp pin, xác định nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất, lập kế hoạch và thực hiện cải tiến dây chuyền lắp ráp theo chu trình DMAIC. Kết quả: - Mức sigma của dây chuyền sản xuất tăng từ 3.12σ - Năng lực sản xuất của dây chuyền tăng từ 76 lên 81 sản phẩm/giờ - Tỉ lệ đáp ứng kế hoạch sản xuất tăng từ 88% lên 96%. Ý nghĩa thực tiễn: Giảm tỉ lệ lỗi của dây chuyền sản xuất và nâng cao năng suất của dây chuyền. Làm cơ sở tham chiếu cho việc triển khai đến các dây chuyền khác trong công ty.

Luận văn là một ví dụ ứng dụng giải pháp Six Sigma vào quá trình lắp ráp pin trong doanh nghiệp. v DECLARATION OF AUTHORSHIP I hereby declare that this thesis with topic “Application of six sigma methodology in battery assembly line to improve quality and productivity” was carried out by myself and the work contained and the results in it are true by author and have not violated research ethics. The data and figures presented in this thesis are for analysis, comments, and evaluations from various resources by my own work and have been duly acknowledged in the reference part. I will take full responsibility for any fraud detected in my thesis.

Ho Chi Minh City, December 18, 2022 Nong Ngoc Vu vi TABLE OF CONTENTS MASTER’S THESIS ASSIGNMENTS. iv TÓM TẮT LUẬN VĂN .v DECLARATION OF AUTHORSHIP. vi TABLE OF CONTENTS. vii LIST OF FIGURES .x LIST OF TABLES.

xiii LIST OF ABBREVIATIONS. xiv CHAPTER 1: INTRODUCTION .3 CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS AND LITERATURE REIVEW .2 Benefits of Six Sigma method .4 Sigma level calculation .5 Quality management tools .6 Line balancing by Takt time. 14 CHAPTER 3: DEFINE PHASE .1 About TTI company .2 Mission, value, quality .4 Battery product and production .5 Battery assembly process. 28 CHAPTER 4: IMPLEMENT SIX SIGMA DMAIC .2 Pack Voltage Fail .3 Gap between demand and actual output .2 Improvement deployment-Quality .3 Improvement deployment- Productivity .1 Monitor the control chart and failure .3 Solutions are documented.

73 CHAPTER 5: CONCLUSION AND SUGGESTION .1 Conclusion and discussion.77 ix LIST OF FIGURES Figure 2.1: Some products of the company .2: Batteries and battery families .3: Battery production layout .5: Assemble the cell into carrier .7: Attach the metal pieces and put them into the automatic welding machine .8: Install the PCBA to the cells .9: Automatic soldering machine .12: Attach foams and gasket seal .17: Internal DPPM from Quality Department .19: Demand vs actual output .2: Pareto of top defects .4: Fishbone diagram for welding failures .5: Fishbone with highlighted causes .6: Fishbone diagram for pack voltage fail .7: Highlighted causes for pack voltage fail .8: Fishbone diagram for gap between demand and actual output .9: Doing Gemba to improve alignment .10: Set up automatic grinding for welding tip .11: Terms with p value .12: Terms after removing insignificantly terms .13: Best regression equation .17: Main effects plot .19: Standardize the cleaning process for soldering cleaning.20: Set up grooving mechanism .21: Pair t test for solder balls improvement .22: Improve fixture for soldering station .23: Check solder tips every shift .24: Histogram for 2 suppliers .25: Process Capability for Lishen supplier at sorting station .26: Process Capability for High Star supplier at sorting station .27: Process Capability for pack voltage at function test by using Lishen cell .28: Process capability for pack voltage at function test by using Highstar cell .29: Improve fixture at labeling station .30: Improve the scanning process .31: Redistribute task between stations.32: DPMO after improvement .33: Control chart assessment .35: Attainment of the plan .36: Control chart to be monitored. 72 xii LIST OF TABLES Table 2.1: Convert DPMO with sigma level.1: Battery assembly process .2: Type of defects .1: Tools for analyzing .2: Eliminate some causes .3: 5 why technique for welding failure .4: Eliminate causes for pack voltage fail .5: 5 why technique for pack voltage failure.6: Explanations for eliminating causes of gap .8: Priority for improvement actions .15: Solder balls improvement .16: Completion date for actions .17: Sigma level improvement. 73 xiii LIST OF ABBREVIATIONS Abbreviation Meaning AES Advance Energy Solutions DPMO Defects per Million Opportunity DOE Design of Experiment IPQC In Process Quality Control ME Manufacturing Engineer NPD New Product Development OP Outdoor Products OOBA Out of Box Audit PIE Production and Industrial Engineer PPM Part per Million PCBA Printed Circuit Board QE Quality Engineer SQE Supplier Quality Engineer SIPOC Supplier-Input-Process-Output-Customer TTI Techtronic Industry xiv INTRODUCTION CHAPTER 1: INTRODUCTION 1.1 Problem statement With the trend of shifting to renewable energy and reducing dependence on fossil energy, energy and charge storage is very interested and increasingly booming. Mobile sectors especially electric vehicles will drive the demand for batteries, with Lithium-Ion batteries dominating the future market share.

Demand for batteries is forecast to grow rapidly by up to 25% per year, and hundreds of plants will be built to meet demand by 2030 (Jacky, 2022). Research and Market has published its global battery market report for 2020- 2027 in 2021. According to this report, in the context of Covid-19, the global battery market is still quietly growing, reaching 120.4 billion in 2020, expected to increase to 279.