Mở đầu Trình bày sơ lược về đồ án, lý do hình thành đề tài, mục tiêu, phạm vi của đề tài, các bước thực hiện và bố cục của đồ án. Chương 2 : Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận Trình bày các cơ sở lý thuyết liên quan đến phương pháp luận được sử dụng để giải quyết các vấn đề trong đồ án. Chương 3 : Giới thiệu công ty và sản phẩm Trình bày các thông tin cơ bản về Công ty cổ phần VAFI, các đặc điểm của sản phẩm bộ lọc dầu Spin-on, đối tượng được sử dụng để thực hiện đồ án này. Chương 4 : Phân tích hiện trạng của xưởng sản xuất Tiến hành phân tích số liệu thu thập được từ công ty, bước đầu xác định được vấn đề.
So sánh các thông số về thời gian gia công của các trạm làm việc và nhịp sản xuất, tính toán các chỉ số về hiệu suất của chuyền, phần trăm thời gian nhàn rỗi của chuyền. Chương 5 : Giải pháp cân bằng chuyền Xây dựng bài toán và áp dụng phương pháp luật ưu tiên và thuật toán di truyền (Genetic Algorithm ) để giải bài toán, đánh giá giải pháp. Chương 6 : Kết luận Tóm tắt toàn bộ nội dung bao gồm kết quả, các nhận xét chung cho đề tài thực hiện. Qua đó sinh viên đưa ra kiến nghị, đóng góp cá nhân cho doanh nghiệp.
SVTH : Hồ Minh Thuận GVHD : T.S Nguyễn Thị Phương Quyên 3 Cân bằng dây chuyền sản xuất bộ lọc dầu Spin-on của Công ty Cổ phần VAFI CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cân bằng chuyền ( Line Balancing ) 2.1 Khái niệm Trong việc bố trí sản xuất theo sản phẩm thì quá trình sản xuất được thiết kế theo dạng “ mô hình dòng chảy” và được chia thành nhiều bước công việc khác nhau. Mỗi bước công việc này sẽ được hoàn thành bởi công nhân và máy móc thiết bị. Việc phân chia nhiệm vụ cho từng nơi làm việc được gọi là cân bằng chuyền ( Line Balancing ).2 Mục đích Mục tiêu chính của cân bằng chuyền là tối ưu tốc độ sản xuất trên chuyền, loại bỏ tình trạng tắc nghẽn cổ chai, giảm lãng phí về thời gian và chi phí sản xuất.3 Lợi ích của cân bằng chuyền Khi phương pháp cân bằng chuyền sản xuất được triển khai một cách phù hợp và tối ưu sẽ đem lại rất nhiều lợi ích trong quá trình sản xuất : - Giảm thời gian nhàn rỗi, chờ đợi trong chuyền - Gia tăng tốc độ sản xuất - Tối ưu được năng lực sản xuất của máy móc và nhân lực - Tạo thuận lợi trong việc bố trí thiết bị, nguyên vật liệu, tạo ra mô hình dòng chảy ổn định, loại bỏ nút thắt trong sản xuất. - Giảm thiểu bán thành phẩm trên chuyền, giảm lưu kho bán thành phẩm - Tránh tình trạng sản xuất dư thừa, sản xuất theo lô lớn, giảm thiểu chi phí tồn kho.
- Tạo ra tính chuyên môn hóa cao cho người lao động - Ổn định nguồn lực, giúp máy móc và công nhân không bị quá tải, từ đó đảm bảo an toàn lao động.4 Các nguyên tắc của cân bằng chuyền Một dây chuyền cân bằng đạt được hiệu quả cao khi có những nguyên tắc sau đây: - Công việc có thời gian dài nhất (Longest task time – LTT) : Chọn công việc có sẵn mà có thời gian thực hiện dài nhất. SVTH : Hồ Minh Thuận GVHD : T.S Nguyễn Thị Phương Quyên 4 Cân bằng dây chuyền sản xuất bộ lọc dầu Spin-on của Công ty Cổ phần VAFI - Công việc có thời gian ngắn nhất (Shortest task time – STT) : Chọn công việc có sẵn mà có thời gian thực hiện ngắn nhất. - Công việc theo sau nhiều nhất (Most following tasks – MFT) : Chọn công việc mà có sẵn có số công việc theo sau là nhiều nhất. - Công việc theo sau ít nhất (Least following tasks – LFT) : Chọn công việc có sẵn mà có công việc theo sau ít nhất.
- Công việc theo vị trí trọng số (Ranked positional weight – RPW) : Chọn công việc có sẵn mà tổng thời gian các công việc theo sau là dài nhất.5 Các bước thực hiện - 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 vỡ, 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. 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.6 Các thuật ngữ trong cân bằng chuyền 2.1 Công đoạn Để gia công một sản phẩm trên một dây chuyền sản xuất bao gồm nhiều trạm làm việc thì cần chia nhỏ những công việc đến mức không thể chia nhỏ được nữa, các công việc được chi nhỏ này được gọi là công đoạn.2 Trạm làm việc (Workstation) Trạm làm việc là nơi công nhân thực hiện một hoặc một nhóm các công đoạn SVTH : Hồ Minh Thuận GVHD : T.S Nguyễn Thị Phương Quyên 5 Cân bằng dây chuyền sản xuất bộ lọc dầu Spin-on của Công ty Cổ phần VAFI gia công và lắp ráp cụ thể.
Các trạm được bố trí liên tiếp nhau trên dây chuyền để tạo thành một quy trình liên tục. Sản phẩm được chuyển từ trạm này sang trạm khác sau khi hoàn thành các công đoạn ở mỗi trạm.3 Thời gian chu kỳ (Cycle time) Là thời gian xử lý của công việc có thời gian cao nhất. Nó là khoảng thời gian giữa 2 sản phẩm kề nhau được hoàn thành. Giá trị của Cycle time được xác định như sau : Thời gian sản xuất Cycle time = Sản lượng trên ngày 2.4 Nhịp sản xuất (Takt time) Là thời gian để sản xuất ra một sản phẩm, đáp ứng được yêu cầu của khách hàng.
Nhịp sản xuất được xác định như sau : Thời gian sản xuất thực tế Takt time = Số lượng sản phẩm theo yêu cầu của khách hàng 2.5 Lead time Là khoảng thời gian từ lúc khởi tạo một quy trình sản xuất cho tới lúc hoàn thành quy trình đó. Lead time bao gồm thời gian chuẩn bị nguyên vật liệu, sản xuất, vận chuyển, kiểm tra chất lượng và bàn giao sản phẩm. Lead time càng ngắn thì khả năng đáp ứng được nhu cầu của khách hàng càng tốt.6 Thời gian nhàn rỗi (Idle time) Là thời gian nhàn rỗi của người hoặc máy trong chuyền do xảy ra các sự việc ngoài tầm kiểm soát như : máy móc bị hỏng,… 2.7 Ràng buộc trước sau (Precedence constraints) Là quy định về trình tự thực hiện công việc trong quy trình sản xuất và lắp ráp để hoàn thành sản phẩm.8 Nút thắt cổ chai (Bottleneck) Là điểm gây tắc nghẽn trong dây chuyền sản xuất, do số lượng công việc yêu cầu cao hơn khả năng xử lý, khiến luồng công việc bị gián đoạn và làm giảm năng suất.7 Các kỹ thuật nghiên cứu trong cân bằng chuyền 2.1 Phân tích thời gian chuyển động (Motion time analysis) SVTH : Hồ Minh Thuận GVHD : T.S Nguyễn Thị Phương Quyên 6 Cân bằng dây chuyền sản xuất bộ lọc dầu Spin-on của Công ty Cổ phần VAFI Phân tích các chuyển động của công nhân để xác định thời gian tiêu chuẩn cho mỗi công việc.2 Đo thời gian (Time study) - Sử dụng đồng hồ bấm giờ để đo thời gian thực tế thực hiện các công việc. - Lặp lại đo nhiều lần để loại trừ sai số và lấy thời gian trung bình.
- Tính toán hệ số thời gian chuẩn dựa trên tốc độ thực hiện của công nhân.3 Chuyên gia đánh giá (Expert rating) - Dựa trên kinh nghiệm của các chuyên gia có uy tín để ước tính thời gian công việc. - Thu thập các đánh giá độc lập từ nhiều chuyên gia khác nhau. - Lấy trung bình cộng các đánh giá để xác định thời gian chuẩn.4 Mô hình hóa (Modeling) - Xây dựng mô hình toán học để mô tả quy trình sản xuất và mối quan hệ giữa các thông số. - Sử dụng các phương pháp tối ưu như quy hoạch tuyến tính, lý thuyết hàng đợi…để tối ưu hóa mô hình.
- Mô phỏng sản xuất trên máy tính để kiểm tra các phương án cân bằng chuyền.5 Phân tích giá trị (Value analysis) - Xác định các công đoạn không tạo ra giá trị và tìm cách loại bỏ chúng. - Đánh giá tỷ lệ giữa giá trị và chi phí của từng công đoạn. - Cắt giảm chi phí và không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.6 Quay video (Video recording) - Quay lại toàn bộ quy trình sản xuất thực tế. - Phân tích video để đo thời gian, đánh giá hiệu quả mỗi công đoạn.
- Tìm ra các điểm chết, lãng phí để cải tiến.7 Phần mềm máy tính (Software) Sử dụng các phần mềm chuyên dụng như Arena simulation,…để mô phỏng và tối ưu hóa.2 Thuật toán di truyền (Genetic algorithm – GA) 2.1 Khái niệm Thuật toán di truyền là một kỹ thuật của khoa học máy tính nhằm tìm kiếm giải pháp thích hợp cho các bài toán tối ưu tổ hợp. SVTH : Hồ Minh Thuận GVHD : T.S Nguyễn Thị Phương Quyên 7 Cân bằng dây chuyền sản xuất bộ lọc dầu Spin-on của Công ty Cổ phần VAFI Thuật toán di truyền là một phân ngành của giải thuật tiến hóa vận dụng các nguyên lý của tiến hóa như di truyền, đột biến, chọn lọc tự nhiên và trao đổi chéo.2 Các ứng dụng của thuật toán di truyền Thuật toán di truyền (GA) có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như: - Tối ưu hóa: Tối ưu hóa các hàm mục tiêu phức tạp trong khoa học kỹ thuật và kinh doanh. - Cân bằng dây chuyền sản xuất: Tối ưu phân bổ công việc vào các trạm trong dây chuyền sản xuất. - Lập lịch: Xếp lịch các công việc tối ưu về thời gian và chi phí - Giao thông: Tìm lộ trình ngắn nhất cho các phương tiện giao thông - Điều khiển: Điều chỉnh các thông số điều khiển tối ưu cho hệ thống.