Đồ án thiết kế hệ thống công nghiệp: Cải tiến dây chuyền sản xuất bằng phần mềm mô phỏng Arena

Đồ án nghiên cứu thiết kế hệ thống công nghiệp cải tiến dây chuyền sản xuất sử dụng phần mềm mô phỏng arena, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán .

• Tác giả: Lâm Triệu Vỹ
• Người hướng dẫn: Thầy Lê Minh Tài
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy
• Đề tài: Cải Tiến Dây Chuyền Sản Xuất Với Phần Mềm Mô Phỏng Arena
• Loại tài liệu: Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Công Nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Các khóa luận liên quan
• 1.3. Mục tiêu đề tài
• 1.4. Phương pháp
• 1.5. Nội dung thực hiện
• 1.6. Kế hoạch thực hiện
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về mô phỏng
• 2.1.1. Định nghĩa mô phỏng
• 2.1.2. Ưu điểm của việc mô phỏng
• 2.1.3. Mục tiêu mô phỏng
• 2.2. Thiết kế mô hình 3D và Đồ họa SketchUp
• 2.2.1. Giới thiệu phần mềm đồ họa SketchUp
• 2.2.2. Các tính năng cơ bản sử dụng trong mô hình 3D với phần mềm đồ họa SketchUp
• 2.2.3. Ưu nhược điểm của phần mềm SketchUp
• 2.3. Mô phỏng với phần mềm ARENA
• 2.3.1. Giới thiệu về ARENA
• 2.3.2. Các bước tiến hành mô phỏng với ARENA
• 2.3.3. Các module cơ bản sử dụng trong mô phỏng với phần mềm ARENA
• 2.4. Cải tiến layout dây chuyền sản xuất
• 2.4.1. Tổng quan về cải tiến
• 2.4.2. Các thuật ngữ trong cải tiến layout dây chuyền sản xuất
• 2.4.2.1. Cân bằng chuyền (Line – Balancing)
• 2.5. Hiệu suất – năng suất cải tiến
• 2.5.1. Hiểu về năng suất
• 2.5.2. Các thuật ngữ được dùng trong việc tính hiệu suất lao động
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
• 3.1. Tổng quan về hệ thống
• 3.1.1. Giới thiệu tổng quan layout chai chuyển sản xuất nước ngọt đóng chai
• 3.1.2. Logic điều khiển của hệ thống
• 3.2. Thiết kế hệ thống sơ bộ
• 3.2.1. Thiết kế layout của dây chuyền sản xuất thực tế
• 3.2.2. Thiết kế layout của dây chuyền sản xuất sau lần cải tiến thứ nhất (Model A)
• 3.2.3. Thiết kế layout của dây chuyền sản xuất sau lần cải tiến thứ hai (Model B)
• 3.3. Mô hình 3D trên phần mềm Đồ họa Sketchup
• 3.3.1. Tổng quan mô hình 3D của các khu vực
• 3.3.2. Mô hình 3D layout của dây chuyền sản xuất thực tế
• 3.3.3. Mô hình 3D layout của dây chuyền sản xuất cải tiến thứ nhất (Model A)
• 3.3.4. Mô hình 3D layout của dây chuyền sản xuất cải tiến thứ hai (Model B)
• 3.4. Thiết kế hệ thống trên ARENA
• 3.4.1. Các module được sử dụng trong mô hình logic
• 3.4.2. Mô hình logic của hệ thống trước cải tiến
• 3.4.3. Mô hình logic cải tiến lần 1 (Model A)
• 3.4.4. Mô phỏng logic cải tiến lần 2 (Model B)
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ - XỬ LÝ CÁC CHỈ SỐ KPI
• 4.1. Xuất kết quả từ mô hình mô phỏng trước cải tiến
• 4.2. Xuất kết quả từ mô hình mô phỏng sau cải tiến Model A
• 4.3. Xuất kết quả từ mô hình mô phỏng sau cải tiến Model B
• 4.4. Phân tích KPI
• 4.4.1. KPI chiến thuật của đồ án môn học
• 4.4.2. Tổng hợp, so sánh kết quả mô phỏng của phần mềm ARENA trước và sau cải tiến
• 4.5. Tính hệ số cân bằng chuyền
• 4.5.1. Trước cải tiến
• 4.5.2. Cải tiến lần 1 (Model A)
• 4.5.3. Cải tiến lần 2 (Model B)
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• 5.1. Hướng phát triển trong tương lai
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về đề tài

Việc sử dụng phần mềm mô phỏng Arena trong cải tiến dây chuyền sản xuất là một phương pháp hiệu quả để nâng cao hiệu suất sản xuất. Mô phỏng giúp xác định các nút thắt cổ chai trong quy trình sản xuất, từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến hợp lý. Theo nghiên cứu, việc áp dụng mô phỏng không chỉ giúp giảm thiểu lãng phí mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Cải tiến dây chuyền sản xuất thông qua mô phỏng cho phép doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và thời gian, đồng thời nâng cao năng lực cạnh tranh. Một trong những lợi ích lớn nhất của việc sử dụng phần mềm mô phỏng Arena là khả năng mô phỏng các kịch bản khác nhau mà không làm gián đoạn hoạt động thực tế của dây chuyền sản xuất.

1.1 Lý do chọn đề tài

Lý do chọn đề tài này xuất phát từ nhu cầu cải tiến quy trình sản xuất trong bối cảnh công nghiệp 4.0. Việc áp dụng phần mềm mô phỏng Arena giúp doanh nghiệp có thể phân tích và tối ưu hóa quy trình sản xuất một cách hiệu quả. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc cải tiến layout dây chuyền sản xuất có thể dẫn đến việc giảm thời gian chờ đợi và tăng năng suất lao động. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, việc sử dụng mô phỏng giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất, từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến phù hợp. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.

1.2 Mục tiêu đề tài

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu và áp dụng phần mềm mô phỏng Arena để cải tiến dây chuyền sản xuất. Cụ thể, nghiên cứu sẽ tập trung vào việc phân tích hiệu suất sản xuất trước và sau khi cải tiến. Đề tài cũng nhằm tìm hiểu các phương pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó đưa ra các giải pháp cụ thể để nâng cao năng suất và giảm thiểu lãng phí. Việc so sánh các chỉ số KPI trước và sau cải tiến sẽ giúp đánh giá hiệu quả của các giải pháp được đề xuất. Mục tiêu cuối cùng là xây dựng một mô hình sản xuất tinh gọn, hiệu quả và bền vững.

II. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết của đề tài bao gồm các khái niệm về mô phỏng và ứng dụng của phần mềm mô phỏng Arena trong cải tiến dây chuyền sản xuất. Mô phỏng là một công cụ mạnh mẽ giúp phân tích và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc sử dụng mô phỏng cho phép doanh nghiệp kiểm tra các kịch bản khác nhau mà không làm gián đoạn hoạt động thực tế. Các ưu điểm của mô phỏng bao gồm khả năng xác định các điểm tắc nghẽn, tối ưu hóa quy trình và giảm thiểu chi phí sản xuất. Đặc biệt, mô phỏng giúp doanh nghiệp có cái nhìn tổng quan về hệ thống sản xuất, từ đó đưa ra các quyết định chính xác hơn.

2.1 Tổng quan về mô phỏng

Mô phỏng là quá trình xây dựng một mô hình toán học hoặc logic về một hệ thống để phân tích và thử nghiệm. Phần mềm mô phỏng Arena cho phép người dùng mô phỏng các hệ thống sản xuất phức tạp, từ đó đánh giá hiệu suất và tìm ra các giải pháp cải tiến. Mô phỏng giúp doanh nghiệp hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất, từ đó xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất. Việc sử dụng mô phỏng cũng giúp giảm thiểu rủi ro khi thực hiện các thay đổi trong quy trình sản xuất. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, mô phỏng có thể giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và thời gian đáng kể.

2.2 Thiết kế mô hình 3D và Đồ họa SketchUp

Thiết kế mô hình 3D là một phần quan trọng trong quá trình mô phỏng. Phần mềm đồ họa SketchUp được sử dụng để tạo ra các mô hình 3D cho dây chuyền sản xuất. Việc sử dụng mô hình 3D giúp người dùng có cái nhìn trực quan hơn về quy trình sản xuất. Các tính năng của SketchUp cho phép người dùng dễ dàng tạo ra các mô hình phức tạp và thực hiện các thay đổi nhanh chóng. Mô hình 3D cũng giúp trong việc trình bày và phân tích các giải pháp cải tiến. Sự kết hợp giữa mô phỏng và thiết kế 3D mang lại hiệu quả cao trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.

III. Mô phỏng hệ thống

Mô phỏng hệ thống là bước quan trọng trong quá trình cải tiến dây chuyền sản xuất. Phần mềm mô phỏng Arena cho phép người dùng xây dựng các mô hình logic của hệ thống sản xuất, từ đó phân tích và đánh giá hiệu suất. Việc thiết kế hệ thống sơ bộ bao gồm việc xác định các module cần thiết và kết nối chúng lại với nhau. Các module này sẽ đại diện cho các công đoạn trong quy trình sản xuất. Mô phỏng giúp xác định các điểm tắc nghẽn và đưa ra các giải pháp cải tiến phù hợp. Kết quả từ mô phỏng sẽ được sử dụng để so sánh hiệu suất trước và sau khi cải tiến.

3.1 Tổng quan về hệ thống

Tổng quan về hệ thống sản xuất nước ngọt đóng chai cho thấy quy trình sản xuất bao gồm nhiều công đoạn khác nhau. Mỗi công đoạn đều có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng Arena giúp mô phỏng toàn bộ quy trình sản xuất, từ đó xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất. Mô phỏng cũng giúp doanh nghiệp có cái nhìn tổng quan về hệ thống, từ đó đưa ra các quyết định cải tiến hợp lý. Các chỉ số KPI sẽ được sử dụng để đánh giá hiệu suất của hệ thống trước và sau khi cải tiến.

3.2 Thiết kế hệ thống trên ARENA

Thiết kế hệ thống trên phần mềm mô phỏng Arena bao gồm việc xác định các module cần thiết và kết nối chúng lại với nhau. Các module này sẽ đại diện cho các công đoạn trong quy trình sản xuất. Việc thiết lập các thuộc tính và số liệu bên trong mỗi module là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của mô phỏng. Sau khi hoàn thành thiết kế, mô phỏng sẽ được chạy để thu thập dữ liệu và phân tích hiệu suất. Kết quả từ mô phỏng sẽ giúp doanh nghiệp đánh giá hiệu quả của các giải pháp cải tiến và đưa ra các quyết định chính xác hơn.

IV. Kết quả Xử lý các chỉ số KPI

Kết quả từ mô phỏng cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong hiệu suất sản xuất sau khi áp dụng các giải pháp cải tiến. Các chỉ số KPI được sử dụng để đánh giá hiệu suất trước và sau khi cải tiến. Việc phân tích các chỉ số KPI giúp doanh nghiệp xác định được mức độ cải thiện và hiệu quả của các giải pháp được đề xuất. Kết quả cho thấy rằng, việc sử dụng phần mềm mô phỏng Arena đã giúp doanh nghiệp giảm thiểu lãng phí và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.

4.1 Xuất kết quả từ mô hình mô phỏng trước cải tiến

Kết quả từ mô hình mô phỏng trước cải tiến cho thấy hiệu suất sản xuất chưa đạt yêu cầu. Các chỉ số KPI cho thấy có nhiều điểm tắc nghẽn trong quy trình sản xuất, dẫn đến thời gian chờ đợi và lãng phí tài nguyên. Việc phân tích các chỉ số này giúp doanh nghiệp xác định được các vấn đề cần cải thiện. Mô phỏng cũng cho thấy rằng, việc tối ưu hóa layout dây chuyền sản xuất có thể giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi và nâng cao năng suất. Kết quả này là cơ sở để doanh nghiệp đưa ra các giải pháp cải tiến hợp lý.

4.2 Xuất kết quả từ mô hình mô phỏng sau cải tiến Model A

Kết quả từ mô hình mô phỏng sau cải tiến Model A cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong hiệu suất sản xuất. Các chỉ số KPI cho thấy thời gian chờ đợi đã giảm đáng kể, đồng thời năng suất lao động cũng được nâng cao. Việc tối ưu hóa layout dây chuyền sản xuất đã giúp giảm thiểu lãng phí và nâng cao chất lượng sản phẩm. Kết quả này cho thấy rằng, việc sử dụng phần mềm mô phỏng Arena đã mang lại hiệu quả cao trong việc cải tiến quy trình sản xuất. Doanh nghiệp có thể tiếp tục áp dụng các giải pháp này để nâng cao hiệu suất trong tương lai.

V. Kết luận

Kết luận của đề tài cho thấy rằng việc sử dụng phần mềm mô phỏng Arena trong cải tiến dây chuyền sản xuất là một phương pháp hiệu quả. Mô phỏng giúp doanh nghiệp xác định các điểm tắc nghẽn và đưa ra các giải pháp cải tiến hợp lý. Kết quả từ mô phỏng cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong hiệu suất sản xuất, từ đó nâng cao năng lực cạnh tranh cho doanh nghiệp. Đề tài cũng mở ra hướng phát triển trong tương lai, khi mà công nghệ ngày càng phát triển, việc áp dụng mô phỏng trong sản xuất sẽ trở nên phổ biến hơn. Doanh nghiệp cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng các giải pháp cải tiến để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

5.1 Hướng phát triển trong tương lai

Hướng phát triển trong tương lai của đề tài là tiếp tục nghiên cứu và áp dụng phần mềm mô phỏng Arena để cải tiến quy trình sản xuất. Doanh nghiệp cần tìm hiểu thêm về các công nghệ mới trong lĩnh vực mô phỏng và tự động hóa để nâng cao hiệu suất sản xuất. Việc áp dụng công nghệ 4.0 trong sản xuất sẽ giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình và nâng cao chất lượng sản phẩm. Hướng phát triển này không chỉ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao năng lực cạnh tranh trong thị trường toàn cầu.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong môi trường công nghiệp hiện đại, việc tối ưu hóa và tái bố trí mặt bằng (layout) dây chuyền sản xuất đóng vai trò then chốt trong việc giảm thiểu thời gian chờ, tối ưu hóa năng suất và cắt giảm chi phí vận hành. Việc thử nghiệm và thay đổi trực tiếp trên một hệ thống sản xuất thực tế thường gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng, tốn kém chi phí và tiềm ẩn nhiều rủi ro. Do đó, kỹ thuật mô phỏng số thông qua phần mềm chuyên dụng như Rockwell Arena trở thành một giải pháp hữu hiệu nhằm phân tích, nhận diện các nút thắt cổ chai (bottleneck) và kiểm chứng các phương án cải tiến trước khi áp dụng vào thực tế.

Đồ án môn học Thiết kế Hệ thống Công nghiệp với đề tài "Cải tiến dây chuyền sản xuất sử dụng phần mềm mô phỏng Arena" được thực hiện bởi sinh viên Lâm Triệu Vỹ (MSSV: 18104063) và Lương Việt Hoàng Linh (MSSV: 18104025), dưới sự hướng dẫn của thầy Lê Minh Tài tại Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (hoàn thành ngày 18 tháng 06 năm 2021).

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm:

1. Nghiên cứu các phương pháp và khảo sát các công trình khoa học liên quan về cải tiến layout dây chuyền sản xuất bằng công cụ mô phỏng.
2. Thiết lập mô hình mô phỏng hệ thống sản xuất thực tế và tính toán, thay đổi các thông số đầu vào nhằm cải thiện năng suất.
3. Dựng mô hình không gian 3D của các phương án layout để trực quan hóa mặt bằng xưởng sản xuất.
4. Thu thập, xử lý và so sánh toàn diện các chỉ số hiệu suất chính (KPI) giữa hệ thống thực tế và các mô hình cải tiến.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Dây chuyền sản xuất và đóng chai nước ngọt có ga (bicarbonate beverage), bao gồm các công đoạn từ tiếp nhận nguyên liệu thô, lọc nước, phối trộn, chiết rót, đóng nắp, dán nhãn cho đến đóng gói và nhập kho thành phẩm.
• Phạm vi không gian và công cụ: Mặt bằng phân xưởng sản xuất nước giải khát; ứng dụng phần mềm đồ họa SketchUp để dựng mô hình không gian 3D và phần mềm Rockwell Arena để lập mô hình mô phỏng động học.
• Phạm vi thời gian: Kế hoạch thực hiện đồ án kéo dài trong 13 tuần.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng nền tảng nghiên cứu dựa trên các khái niệm và công cụ chuyên ngành kỹ thuật hệ thống công nghiệp:

• Lý thuyết mô phỏng hệ thống: Bản chất mô phỏng là quá trình xây dựng mô hình toán học hoặc logic đại diện cho hệ thống thực nhằm kiểm tra, thử nghiệm các kịch bản vận hành mà không làm gián đoạn sản xuất. Mô phỏng giúp quan sát động thái hệ thống, phân tích các biến động ngẫu nhiên, xác định điểm tắc nghẽn và đo lường thời gian chu kỳ.
• Phần mềm đồ họa SketchUp: Ứng dụng trong việc phác thảo ý tưởng sơ bộ, dựng mô hình phối cảnh 3D mặt bằng nhà xưởng, kết xuất hồ sơ bản vẽ layout và sử dụng tính năng walkthrough để quan sát chi tiết không gian bố trí máy móc.
• Phần mềm mô phỏng Rockwell Arena: Sử dụng môi trường mô phỏng sự kiện rời rạc với các module xử lý logic chuẩn (Create, Process, Decide, Batch, Separate, Assign, Dispose) theo quy trình 7 bước: phân tích dữ kiện đầu vào, lập layout sơ bộ, kết nối module, gán tham số/thuộc tính, kiểm tra lỗi, thiết lập thông số chạy (Replication/Run parameters) và thực thi mô phỏng.
• Lý thuyết cải tiến layout và Cân bằng chuyền (Line Balancing): Ứng dụng các nguyên tắc phân giao công việc (LTT - Longest Task Time, STT - Shortest Task Time, MFT - Most Following Tasks, LFT - Least Following Tasks, RPW - Ranked Positional Weight) nhằm san bằng thời gian thực hiện giữa các trạm, giảm thời gian ngừng máy và nâng cao hiệu suất đường chuyền (Line Efficiency / Line of Balance - LOB).
• Quản trị dòng công việc dở dang (WIP - Work In Progress): Đánh giá lượng sản phẩm bán thành phẩm đang tồn đọng trên dây chuyền để nhận diện mức độ tắc nghẽn.
• Mô hình nâng cao năng suất (4M + 3M'): Đánh giá năng suất qua các yếu tố Man, Machine, Material, Method kết hợp Money, Management, Morale; phân tích các thông số vận hành như Takt time, Cycle time, Standard time per unit product, Working time, Loss time, Amount of Input Time (AIT), Amount of Output Time (AOT), và Amount of Loss Time (ALT).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được triển khai:

• Kế thừa và phát triển phương pháp từ nghiên cứu của Mohd Azrin bin Mohd Said và Napsiah binti Ismail về mô phỏng layout sản xuất đồ uống bicarbonate.
• Thu thập số liệu thời gian gia công, xác suất khuyết tật và quy luật phân phối dòng thực thể đến.
• Chạy mô phỏng kiểm chứng với hai mốc thời gian: 10 phút (thử nghiệm ban đầu) và 350 phút (kiểm tra độ ổn định dài hạn).

---

Thiết kế và triển khai hệ thống mô phỏng

Nhóm tác giả đã tiến hành phân tích mặt bằng và xây dựng 3 kịch bản thiết kế layout kết hợp lập trình logic trên phần mềm Arena:

1. Phân tích layout và quy trình công nghệ

Quy trình sản xuất nước ngọt đóng chai trải qua hai luồng nguyên liệu chính:

• Luồng chất lỏng: Bơm nước -> Trạm lọc nước -> Trạm trộn nguyên liệu -> Làm mát -> Bể chứa khí $\text{CO}_2$ -> Trạm chiết rót.
• Luồng vỏ chai: Kho vỏ chai thô -> Trạm dán nhãn -> Chuyển đến trạm chiết rót -> Đóng nắp -> Đóng thùng -> Nhập kho thành phẩm.

2. Các kịch bản bố trí mặt bằng (Layout Models)

• Mô hình hiện trạng (Trước cải tiến): Gồm 3 luồng di chuyển độc lập. Luồng 1 đưa nguyên liệu thô qua lọc, trộn, chiết rót, đóng gói sang kho thành phẩm. Luồng 2 đưa chai từ kho qua trạm dán nhãn thủ công (bố trí cạnh cửa ra) đến trạm trộn. Luồng 3 kết nối khu vực máy hỏng tới trạm chiết rót. Quy trình thiếu tính liên tục và gây lãng phí diện tích.
• Mô hình cải tiến 1 (Model A): Giữ nguyên cấu trúc 3 luồng nhưng bổ sung một kho vùng đệm (buffer storage) nằm giữa trạm chiết rót và khu vực đóng gói nhằm tích trữ bán thành phẩm. Di dời trạm dán nhãn từ gần cửa ra về cạnh trạm bơm nước (gần kho chai thô) để rút ngắn cự ly di chuyển.
• Mô hình cải tiến 2 (Model B): Rút gọn tối ưu thành 2 luồng công việc rõ ràng. Loại bỏ hoàn toàn khu vực máy hỏng và kho buffer để tiết kiệm diện tích nhà xưởng; thay thế dán nhãn thủ công bằng trạm dán nhãn bán tự động kết nối hệ thống băng chuyền dẫn thẳng tới trạm chiết rót; tích hợp cụm chiết rót và đóng nắp thành một trạm làm việc liên hoàn; rút ngắn khoảng cách từ cụm chiết rót - đóng nắp sang trạm đóng gói.

3. Cấu hình tham số logic trên phần mềm Arena

Các module logic trong mô hình được thiết lập thông số cụ thể:

• Create module (Production of Bicarbonate): Khai báo dòng thực thể vỏ chai đến phân phối theo hàm mũ Random (Expo) với chu kỳ trung bình là 8 giây.
• Process module (Water mixer): Thời gian hòa trộn nguyên liệu cố định Constant = 8 giây.
• Process module (Filling Station): Trạm chiết rót tự động với 1 tài nguyên (resource), thời gian xử lý Constant = 5 giây.
• Process module (Capping product): Trạm đóng nắp chai với 1 tài nguyên, thời gian xử lý Constant = 5 giây.
• Decide module (Decide Product): Kiểm tra chất lượng phân loại ngẫu nhiên 2 nhánh (2-way by chance), tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn là 90%, tỷ lệ phế phẩm là 10%.
• Process module (Packaging): Trạm đóng gói sử dụng 1 máy đóng thùng, thời gian xử lý Constant = 8 giây.
• Batch module: Đóng gói quy cách 24 chai/thùng (Batch size = 24), chế độ gom lô vĩnh viễn (Permanent, Any rule).
• Separate module (Separate Batch 1): Tách các thuộc tính chi phí và thời gian ở dạng bản sao Duplicate Original, thiết lập 2 bản sao giữ 25% chi phí/thời gian mỗi bản, bản gốc giữ lại 50%.
• Process module (Storage): Khu vực lưu kho thành phẩm với thời gian xử lý Constant = 8 giây.
• Process module (Distribute) và Dispose module: Xuất xưởng và giải phóng thực thể khỏi hệ thống mô phỏng.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về đề tài

Chương 1 làm rõ tính cấp thiết của việc áp dụng mô phỏng số trong việc nhận diện điểm tắc nghẽn và cải tiến dây chuyền sản xuất. Tác giả tổng hợp bài báo tham khảo quốc tế của Mohd Azrin bin Mohd Said và Napsiah binti Ismail tại một nhà máy đồ uống bicarbonate, nơi mô hình cải tiến B từng đạt mức cải thiện 44,1% so với hiện trạng. Từ đó, chương xác lập mục tiêu, phương pháp tiếp cận và kế hoạch thực hiện đồ án chi tiết trong thời gian 13 tuần.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 hệ thống hóa lý thuyết về mô phỏng sự kiện rời rạc, giới thiệu tính năng và ưu nhược điểm của phần mềm đồ họa SketchUp trong thiết kế 3D nhà xưởng. Trọng tâm của chương trình bày cấu trúc, các bước vận hành và chức năng của các khối lệnh chuẩn trong phần mềm Rockwell Arena. Đồng thời, chương cung cấp cơ sở lý thuyết về cải tiến layout, quy trình 8 bước cân bằng chuyền, các nguyên tắc phân giao công việc (LTT, STT, MFT, LFT, RPW), khái niệm WIP và bộ chỉ số quản lý năng suất 4M+3M'.

Chương 3: Mô phỏng hệ thống

Chương 3 đi sâu vào thiết kế kỹ thuật của dây chuyền đóng chai nước ngọt có ga. Tác giả trình bày sơ đồ lưu trình công nghệ (flowchart) và bản vẽ layout 2D cho 3 phương án: Hiện trạng, Model A và Model B. Chương trình bày chi tiết phối cảnh 3D dựng trên SketchUp cho từng phân khu (khu vực máy ép, kho chai thô, trạm bơm nước, trạm lọc, trạm làm mát, bể chứa khí $\text{CO}_2$, cụm chiết rót - đóng nắp, khu đóng gói, kho thành phẩm). Cuối cùng là cấu hình tham số logic chi tiết cho từng khối trong Arena.

Chương 4: Kết quả - Xử lý các chỉ số KPI

Chương 4 trích xuất và phân tích dữ liệu mô phỏng thu được từ Arena ở hai mốc thời gian (10 phút và 350 phút). Nội dung tập trung so sánh các chỉ số KPI: số lượng đầu vào (Number In), số lượng hoàn thành (Number Out), lượng tồn dở dang (WIP), số lô đạt chuẩn, số phế phẩm và tổng thời gian chu kỳ (Lead time). Đồng thời, chương tính toán bảng cân bằng chuyền (Cycle time từng trạm và tỷ số cân bằng chuyền LOB) cho cả 3 kịch bản.

Chương 5: Kết luận

Chương 5 tổng kết lại toàn bộ kết quả nghiên cứu, đánh giá mức độ đạt được của các mục tiêu đề ra và chỉ ra phương án bố trí mặt bằng tối ưu nhất cho nhà máy.

---

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả mô phỏng các chỉ số KPI

Dữ liệu mô phỏng được tổng hợp chi tiết qua hai mốc thời gian chạy thử nghiệm:

Bảng 1: So sánh chỉ số KPI trong 10 phút mô phỏng

Chỉ số KPI	Trước cải tiến	Model A (Cải tiến lần 1)	Model B (Cải tiến lần 2)
Số lượng đầu vào (Number In)	62	58	72
Số lượng đầu ra (Number Out)	50	53	64
Lượng bán thành phẩm dở dang (WIP)	15	14	14
Thời gian chờ tại trạm Batch (Waiting time)	1,07	-	-
Thời gian chờ tại trạm Water Mixer	0,53	-	-
Số lô hoàn thành (thùng 24 chai)	2	2	2
Số sản phẩm lỗi	4	2	6
Thời gian chu kỳ (Lead time - phút)	1,x	-	-

Bảng 2: So sánh chỉ số KPI trong 350 phút mô phỏng

Chỉ số KPI	Trước cải tiến	Model A (Cải tiến lần 1)	Model B (Cải tiến lần 2)
Số lượng đầu vào (Number In)	2.591	2.591	2.619
Số lượng đầu ra (Number Out)	2.120	2.458	2.486
Lượng bán thành phẩm dở dang (WIP)	45	43	14
Thời gian chờ tại trạm Batch (Waiting time)	1,62	-	-
Thời gian chờ tại trạm Water Mixer	0,50	-	-
Số lô hoàn thành (thùng 24 chai)	97	102	103
Số sản phẩm lỗi	231	125	134
Thời gian chu kỳ (Lead time - phút)	5,2	5,2	1,7

2. Kết quả tính toán cân bằng chuyền (Line Balancing)

Thời gian chu kỳ (Cycle Time - CT) tại từng công đoạn của 3 mô hình được ghi nhận:

Bảng 3: So sánh Cycle Time (giây) giữa các mô hình

Tên công đoạn	Trước cải tiến (s)	Model A (s)	Model B (s)
Phân bố thực thể đầu vào	8,00	8,00	8,00
Trộn nguyên liệu thô	242,97	242,97	9,05
Chiết rót	5,00	5,00	-
Đóng nắp	5,00	5,00	-
Chiết rót và đóng nắp (tích hợp)	-	-	3,00
Đóng gói	110,05	98,09	57,33
Chuyển vào kho	8,00	3,00	3,00
Phân phối	8,00	3,00	-
Hệ số cân bằng chuyền (LOB)	38,10%	21,46%	42,59%

3. Đánh giá và đóng góp kỹ thuật

• Đánh giá Model A: Việc thêm kho đệm (buffer) và di dời vị trí dán nhãn giúp tăng nhẹ sản lượng đầu ra (từ 2.120 lên 2.458 ở 350 phút) và giảm phế phẩm (từ 231 xuống 125). Tuy nhiên, WIP vẫn tăng cao khi chạy dài hạn (từ 14 lên 43), Lead time không giảm (5,2 phút) và hệ số cân bằng chuyền bị sụt giảm nghiêm trọng xuống mức 21,46%. Do đó, Model A tính ổn định kém và không giải quyết được nút thắt cổ chai.
• Đánh giá Model B: Đạt hiệu quả tối ưu vượt trội. Khi chạy ở 350 phút, Model B duy trì lượng WIP ổn định tuyệt đối ở mức 14 sản phẩm (so với mức 45 của hệ thống cũ), số lượng thành phẩm đầu ra đạt mức cao nhất (2.486 sản phẩm / 103 lô). Đặc biệt, Lead time giảm mạnh từ 5,2 phút xuống còn 1,7 phút, và tỷ số cân bằng chuyền (LOB) được cải thiện từ 38,10% lên 42,59% (tăng 11,78% giá trị tương đối).
• Đóng góp của đồ án: Chứng minh tính khả thi của việc tích hợp công đoạn (chiết rót kết hợp đóng nắp), ứng dụng băng tải tự động hóa khâu cấp chai và tinh gọn mặt bằng (loại bỏ kho máy hỏng, bỏ kho đệm dư thừa) trong dây chuyền đóng chai công nghiệp.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:

  • Nghiên cứu tập trung vào việc mô phỏng sự kiện rời rạc trên máy tính với các giả định về thời gian xử lý cố định hoặc phân phối ngẫu nhiên lý thuyết, chưa kết hợp đo đạc thực tế biến thiên thời gian do thao tác của công nhân hoặc sự cố hỏng hóc máy móc ngẫu nhiên (MTBF, MTTR).
  • Phần mềm SketchUp chỉ phục vụ mục đích dựng phối cảnh tĩnh 3D, chưa tích hợp mô phỏng chuyển động trực quan thời gian thực (Real-time 3D Animation) đồng bộ trực tiếp với luồng dữ liệu từ Arena.

• Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Thu thập dữ liệu thực tế sâu hơn tại các nhà máy sản xuất nước giải khát để tối ưu hóa các hàm phân phối thống kê đầu vào.
  • Ứng dụng các module nâng cao của Arena (như Arena 3D Player hoặc kết nối cơ sở dữ liệu VBA/Excel) để mô phỏng toàn diện hơn về chi phí tài chính, chi phí năng lượng và bảo trì hệ thống.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích dành cho:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Hệ thống Công nghiệp, Quản lý Công nghiệp, Cơ khí Chế tạo máy: Cung cấp hướng dẫn thực hành chi tiết về việc xây dựng mô hình Arena từ các module cơ bản (Create, Process, Batch, Separate, Decide) đến cách thiết lập tham số cho bài toán đóng gói quy cách.
• Kỹ sư vận hành và cải tiến sản xuất (Continuous Improvement / Industrial Engineer): Tham khảo phương pháp luận kết hợp giữa thiết kế lại mặt bằng 2D/3D (qua SketchUp) và đánh giá định lượng năng lực hệ thống (qua Arena) trước khi đầu tư lắp đặt băng chuyền hoặc tái cấu trúc phân xưởng.
• Phần giá trị nhất: Phương pháp thiết lập các khối Batch/Separate để mô phỏng quy cách đóng thùng 24 sản phẩm và bài toán tính toán hệ số cân bằng chuyền (LOB) dựa trên dữ liệu cycle time thực nghiệm.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Điểm khác biệt cốt lõi về bố trí mặt bằng giữa Mô hình trước cải tiến, Model A và Model B là gì?
Mô hình trước cải tiến có 3 luồng riêng biệt với máy dán nhãn thủ công đặt cạnh cửa ra. Model A bổ sung một kho vùng đệm (buffer storage) giữa khâu chiết rót và đóng gói, đồng thời dời trạm dán nhãn về cạnh trạm bơm. Model B tinh giản còn 2 luồng: loại bỏ hoàn toàn kho buffer và khu máy hỏng, dùng băng tải nối máy dán nhãn bán tự động với trạm chiết rót, đồng thời gộp trạm chiết rót và đóng nắp làm một cụm liên hoàn.

2. Tại sao việc chạy mô phỏng 10 phút chưa đủ để đánh giá chất lượng của các mô hình cải tiến?
Ở 10 phút mô phỏng, lượng WIP của cả Model A và Model B đều ở mức 14 (giảm nhẹ so với 15 của hệ thống cũ), chưa thể hiện rõ bản chất tích tụ dòng chảy. Khi tăng thời gian lên 350 phút, WIP của hệ thống cũ vọt lên 45 và Model A vọt lên 43, trong khi Model B vẫn duy trì ổn định ở mức 14, chứng minh Model B mới thực sự loại bỏ được hiện tượng nghẽn cổ chai dài hạn.

3. Khối Batch và Separate trong mô hình Arena của đồ án được cấu hình với nhiệm vụ gì?
Khối Batch gom 24 đơn vị sản phẩm chai đơn lẻ thành 1 thùng hàng hoàn chỉnh (Batch size = 24, kiểu Permanent). Khối Separate sử dụng tùy chọn Duplicate Original để nhân bản và phân bổ thuộc tính: 2 bản sao nhận 25% chi phí/thời gian mỗi bản, bản gốc giữ lại 50% chi phí và thời gian của lô hàng.

4. Vì sao hệ số cân bằng chuyền (LOB) của Model A lại thấp hơn cả mô hình trước cải tiến?
Ở Model A, dù thời gian vận chuyển vào kho và phân phối giảm xuống 3 giây, nhưng công đoạn trộn nguyên liệu thô vẫn chiếm thời gian quá lớn (242,97 giây) trong khi các công đoạn khác có cycle time rất ngắn (3 - 5 giây), dẫn đến sự chênh lệch chu kỳ giữa các trạm tăng lên, làm giảm hệ số cân bằng chuyền xuống còn 21,46% (so với 38,10% ban đầu).

5. Kết quả cải thiện nổi bật nhất của Model B sau 350 phút mô phỏng là gì?
Model B đạt sản lượng đầu ra cao nhất với 2.486 sản phẩm (103 lô thùng), duy trì WIP ở mức thấp và ổn định tuyệt đối (14 sản phẩm), rút ngắn thời gian chu kỳ (Lead time) từ 5,2 phút xuống 1,7 phút, và nâng hệ số cân bằng chuyền (LOB) lên mức 42,59%.

---

Kết luận

Đồ án "Cải tiến dây chuyền sản xuất sử dụng phần mềm mô phỏng Arena" đã ứng dụng thành công kỹ thuật mô phỏng sự kiện rời rạc kết hợp thiết kế không gian 3D để giải quyết bài toán tái bố trí mặt bằng sản xuất nước giải khát đóng chai. Thông qua việc phân tích định lượng các chỉ số KPI và hệ số cân bằng chuyền ở quy mô 350 phút, nghiên cứu đã chứng minh phương án cải tiến Model B (tích hợp trạm chiết - đóng nắp, tự động hóa dán nhãn bằng băng tải và loại bỏ diện tích thừa) mang lại hiệu quả vượt trội, cắt giảm đáng kể lượng WIP và rút ngắn Lead time từ 5,2 phút xuống còn 1,7 phút. Đây là minh chứng rõ nét cho vai trò của công cụ mô phỏng số trong việc hỗ trợ ra quyết định kỹ thuật và tối ưu hóa hệ thống công nghiệp hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương I, chương II. Tuần 4 - Tìm hiểu các phần mềm mô phỏng ARENA - Tiến hành vẽ bản vẽ mô phỏng 2D. Tuần 5 - Tìm hiểu các phần mềm mô phỏng ARENA - Tiến hành tính toán bằng phần mềm Tuần 6-7 ARENA - Phân tích số liệu thu được. - Tiến hành dựng 3D Tuần 8-9 - Thu thập số liệu mô phỏng.

- Xử lý các số liệu thu được bằng các Tuần 10 phần mềm mô phỏng. - So sánh đánh giá số liệu trước và sau khi cải tiến Tuần 11 - So sánh hiệu suất cải tiến giữa mô hình sau cải tiến với nhau Tuần 12 - Hoàn chỉnh báo cáo thuyết minh. Tuần 13 - Nộp báo cáo, phần mềm 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về mô phỏng 2.1 Định nghĩa mô phỏng Mô phỏng là một quá trình xây dựng một mô hình toán học hay logic về một hệ thống hay một bài toán quyết định và tiến hành thử nghiệm trên mô hình đó nhằm thấu hiểu động thái của hệ thống hoặc giúp tìm ra lời giải cho các bài toán.2 Ưu điểm của việc mô phỏng - Có thể kiểm tra, thử nghiệm hệ thống đang hoạt động mà không làm gián đoạn hệ thống. - Phân tích hệ thống đang tồn tại để hiểu được từng thay đổi bất thường của hệ thống.

Có thể điều chỉnh được thời gian để tăng tốc hoặc làm chậm quá trình. - Có thể nhìn thấy từng sự thay đổi quan trọng của hệ thống. - Xác định được các điểm tắc nghẽn của hệ thống. - Giúp hiểu được quá trình vận hành của hệ thống.

- Có thể so sánh và đánh giá thậm chí với những hệ thống ngẫu nhiên phức tạp. - Có thể kiểm soát được những điều kiện vận hành. - Có thể nghiên cứu hệ thống trong thời gian dài.3 Mục tiêu mô phỏng Nghiên cứu một hệ thống để đo lường hiệu quả của nó, cải thiện sự hoạt động hay thiết kế nếu nó không tồn tại. Mô phỏng là một phương pháp nghiên cứu hệ thống (đã có thực hoặc sẽ được xây dựng) gần như là tốt nhất được sử dụng để đạt mục tiêu hiểu rõ hoạt động của hệ thống và đánh giá các chiến lược khác nhau cho việc vận hành, so sánh các mô hình thay đổi.2 Thiết kế mô hình 3D và Đồ họa SketchUp 2.1 Giới thiệu phần mềm đồ họa SketchUp Sketchup là phần mềm mô hình 3D hóa, có thể sử dụng để thiết kế những mô hình đơn giản thông qua các icon.

Nhanh chóng, đơn giản, dễ dàng sử dụng là những gì người học dùng để mô tả phần mềm này. Logo phần mềm SketchUp.2 Các tính năng cơ bản sử dụng trong mô hình 3D với phần mềm đồ họa SketchUp Một số tính năng cơ bản của Sketchup có thể kể đến như: - Phát thảo ý tưởng nhanh chóng: phù hợp với giai đoạn đầu lên ý tưởng sơ bộ cho mô hình 3D - Kết xuất hồ sơ thiết kế với các mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt khi dùng Layout trong Sketchup: Khi chuyển qua Layout, ta có thể chia tỷ lệ các mặt, khi chỉnh sửa các model thì phần trình bày ở layout cũng được cập nhật. - Thiết kế kích thước các mặt chính xác 100% như các phần mềm khác. - Chia sẻ các mẫu thiết kế thông qua thư viện thiết kế 3D Warehouse.

- Có tính trực quan: có thể dùng walkthrough để đi vào các chi tiết không gian bên trong mà chúng ta tạo. Ngoài ra còn có thể kết hợp với Google Earth để dán mẫu nhà/ nhà máy… vừa thiết kế lên hình ảnh khu vực có lô đất đó xem phù hợp với toàn cảnh như thế nào.2 Giao diện của phần mềm SketchUp 2.3 Ưu nhược điểm của phần mềm SketchUp  Ưu điểm:  Đơn giản, dễ sử dụng, dành cho những người mới làm quen với giao diện, thiết kế 3D.  Trực quan – có thể tạo các khối hình học đa dạng, phức tạp từ những hình đơn giản ban đầu.  Giao diện Phối cảnh dễ nhìn, khiến bạn có thể làm việc ngay trên Sketchup mà không cần yêu cầu bất cứ kiến thức cơ bản gì.

 Nhược điểm:  Không có khả năng Render trực tiếp mà sử dụng plugin V-ray để Render. Nên tốc độ Render chỉ bằng 3ds Max.  Mức độ bối cảnh chỉ ở mức vừa phải.  Không có khả năng làm phim.

 Không có khả năng dựng 2D.3 Mô phỏng với phần mềm ARENA 2.1 Giới thiệu về ARENA Phần mềm ARENA cho phép mang lại sức mạnh về mô phỏng hệ thống thực. Nó được thiết kế dành cho phân tích tác động của những thay đổi quan trọng và việc tái thiết kế phức tạp liên kết với các chuỗi cung cấp, sản xuất, quy trình, hậu cần, phân phối và kho bãi, 6 những hệ thống dịch vụ. Phần mềm ARENA cung cấp tối đa tính linh hoạt và độ rộng các mô hình ứng dụng cho bất kỳ mức độ mong muốn từ chi tiết đến phức tạp. Phần mềm ARENA còn cung cấp một bộ đầy đủ các sản phẩm nhằm giúp cho doanh nghiệp mô phỏng những mô hình quy mô lớn, mô hình tối ưu hóa, mô hình 3D và hình ảnh rộng.2 Các bước tiến hành mô phỏng với ARENA Bước 1.

Phân tích dữ kiện đầu vào Bước 2. Layout hệ thống sợ bộ bằng các module tương ứng với đề phải đặt ra, đảm bảo phù hợp logic điều khiển của hệ thống Bước 3. Kết nối các module lại với nhau Bước 4. Thiết lập các thuộc tính và số liệu bên trong mỗi module Bước 5.

Kiểm tra lỗi hệ thống Bước 6. Set up thông số thời gian mô phỏng cũng như số lần lặp tương ứng Bước 7. Chạy mô phỏng 2.3 Các module cơ bản sử dụng trong mô phỏng với phần mềm ARENA Dùng để tạo ra các thực thể (entity) được mô phỏng trong mô hình. Khối Create bao giờ cũng phải là khối bắt đầu của mô hình để tạo ra các entity luân chuyển trong mô hình.

Các entity được tạo ra bằng cách sử dụng bảng điều độ hoặc dựa vào khoảng thời gian giữa các lần luân phiên, sau đó các entity sẽ di chuyển vào mô hình và bắt đầu các quá trình trong suốt hệ thống. Module này được dùng như điểm cuối của các entity trong mô hình mô phỏng, nó cho biết các entity đã được hoàn thành trong hệ thống và đi ra khỏi hệ thống. Module này sẽ thống kê 7 các thông số của entity và đưa vào phần báo cáo kết quả. Dùng mô phỏng các công đoạn mà thực thể (entity) được gia công, vận chuyển….

Process module thường đại diện cho một công đoạn trong hệ thống hay dây chuyền được mô phỏng. Module này thường dùng cho việc mô phỏng việc phân loại hay chia đường đi của entity. Sử dụng khối assign để gán các giá trị mới cho các biến, cho các thuộc tính thực thể, các loại thực thể, hoặc các biến khác của hệ thống. Module này dùng để gộp nhiều thực thể lại thành một lô.

Module này dùng để tách một lô thành nhiều thực thể. Module này dùng để thu thập các số liệu thống kê khác nhau. Ngoài các model chính trên trong mô hình còn sử dụng nhiều model khác để làm công cụ cơ bản tạo nên mô hình.4 Cửa sổ làm việc của phần mềm ARENA 2.4 Cải tiến layout dây chuyền sản xuất.1 Tổng quan về cải tiến Cải tiến layout dây chuyền sản xuất là việc làm cần thiết nhằm nâng cao năng suất, chất lượng của sản phẩm, hoạt động cải tiến layout dây chuyền còn có thể giúp giảm số lượng nhân công, thời gian vận hành,chi phí sản xuất,… từ đó nâng cao năng lực cạnh tranh cho các doanh nghiệp.2 Các thuật ngữ trong cải tiến layout dây chuyền sản xuất 2.1 Cân bằng chuyền (Line – Balancing) [2] a. Khái niệm Quá trình phân giao nhiệm vụ cho từng nơi làm việc được gọi là cân bằng chuyền.

Quá trình này cần thực hiện theo những nguyên tắc nhất định. Trong công việc bố trí sản xuất theo sản phẩm quá trình sản xuất được thiết kế theo "mô hình dòng chảy" và được chia thành nhiều bước công việc khác nhau, mỗi bước công việc được thực hiện nhanh chóng nhờ sự chuyên môn hóa cao về công nhân, máy móc thiết bị. Mục tiêu 9 Mục tiêu của việc cân bằng chuyền là tạo ra những nhóm bước công việc có thời gian gần bằng nhau. Dây chuyền được cân bằng chuyền tốt sẽ giảm tối đa thời gian ngừng máy, luồng công việc nhịp nhàng và đạt mức sử dụng năng lực sản xuất và lao động tốt hơn.

Các nguyên tăc để thưc hiện việc cân bằng chuyền - Công việc có thời gian dài nhất (Longest task time - LTT): Chọn công việc có săn mà có thời gian thực hiện dài nhất. - Công việc có thời gian ngắn nhất (Shortest task time - STT): Chọn công việc có săn mà có thời gian thực hiện ngắn nhất. - Công việc theo sau nhiều nhất (Most following tasks - MFT): Chọn công việc có săn mà có số công việc theo sau là nhiều nhất. - Công việc theo sau ít nhất (Least following tasks - LFT): Chọn công việc có săn mà có số công việc theo sau ít nhất.

- Công việc theo vị trí trọng số (Ranked positional weight – RPW): Chọn công việc có săn mà có tổng thời gian các công việc theo sau là dài nhất. Trong thực tế cần ít nhất là 2 nguyên tắc để thực hiện một bài toán cân bằng chuyền đạt hiệu quả. Các bươc để thưc hiện cân bằng chuyền Bước 1: Xác định các mối quan hệ tuần tự giữa các công việc và vẽ sơ đồ ưu tiên Bước 2: Tính nhịp chuyền mục tiêu sử dụng Bước 3: Tính số nơi làm việc tối thiểu đảm bảo sản xuất đạt chỉ tiêu Bước 4: Lựa chọn nguyên tắc để thực hiện công việc cân bằng chuyền. Khi tiến hành phân giao công việc theo nguyên tắc đã chọn sẽ có trường hợp nguyên tắc bị phá vơ, vì thế trong một bài toán cân bằng chuyền sẽ có nguyên tắc chính và nguyên tắc phụ.

Bước 5: Tiến hành phân giao công việc. Bắt đầu từ nơi làm việc đầu tiên, phân giao công việc đầu tiên cho đến khi mà tổng thời gian các công việc bằng với nhịp chuyền hoặc không có công việc nào có thời gian khả thi để bố trí tiếp. 10 Lặp lại với nơi làm việc thứ 2, 3 và cứ thế cho đến khi tất cả công việc được giao xong. Bước 6: Tính nhịp chuyền thực tế sau khi cân bằng Bước 7: Tính thời gian nhàn rỗi và hiệu suất của dây chuyền Bước 8: Nếu hiệu năng của dây chuyền không đạt yêu cầu.

Sử dụng nguyên tắc khác và tiến hành cân bằng lại dây chuyền.