Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp in ấn và bao bì hiện đại, việc lập kế hoạch tổ chức sản xuất và hoạch định giá thành sản phẩm đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa chi phí, giảm thiểu phế phẩm và nâng cao hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp. Đồ án "Kinh tế và Tổ chức sản xuất in" do nhóm sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật In, Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM thực hiện (dưới sự hướng dẫn của Cô Nguyễn Thị Lại Giang) tập trung giải quyết bài toán công nghệ và kinh tế cho hai dòng sản phẩm in ấn điển hình: bao bì hộp giấy cao cấp và ấn phẩm sách xuất bản.

Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ yêu cầu thực tế của hai đơn hàng cụ thể:

  1. Đơn hàng bao bì thương mại: Sản xuất 60.000 hộp kem đánh răng PS Trà Xanh 180g cho khách hàng Công ty Unilever Việt Nam.
  2. Đơn hàng xuất bản phẩm: Sản xuất 8.000 cuốn sách "Mưu sinh bằng nghề tự do – JEFF EVARTS" cho khách hàng Nhà xuất bản Văn hóa Thông tin / NXB Trẻ.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm:

  1. Xác định đầy đủ các thông số kỹ thuật sản phẩm và yêu cầu công nghệ của khách hàng.
  2. Lựa chọn giải pháp bình trang, tối ưu hóa khổ giấy in và xác định quy trình công nghệ cùng hệ thống thiết bị phù hợp cho từng công đoạn (chế bản, in, gia công thành phẩm).
  3. Tính toán dự trù định mức nguyên vật liệu (giấy, mực, bản kẽm, màng, keo dán, vật tư phụ) kèm tỷ lệ bù hao kỹ thuật.
  4. Lập bảng tính toán chi phí chi tiết (nguyên vật liệu, điện năng, khấu hao máy móc, nhân công, chi phí quản lý) để ước lượng giá thành đơn vị và tổng giá trị đơn hàng.
  5. Xây dựng hệ thống phiếu sản xuất chuẩn hóa cho từng công đoạn thực hiện.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại TP.HCM vào tháng 1 năm 2023, căn cứ trên thông số kỹ thuật thực tế của các dòng thiết bị công nghiệp trong ngành in và định mức chi phí vận hành tại xưởng sản xuất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đề án dựa trên các nguyên lý kỹ thuật in Offset tờ rời, lý thuyết gia công bao bì carton ghép màng metalized, công nghệ xử lý bề mặt (tráng phủ UV bóng, dập nổi, cán màng BOPP) và các phương pháp hạch toán chi phí sản xuất công nghiệp.

Phương pháp nghiên cứu được triển khai cụ thể:

  • Phương pháp thiết kế và bình bản kỹ thuật: Sử dụng phần mềm chuyên dụng ArtiosCAD để thiết lập layout cấu trúc hộp bao bì, tính toán sơ đồ trải và mét dao bế; ứng dụng phần mềm Prinect Signa Station để bình trang cho ấn phẩm sách; tích hợp bộ công cụ Adobe (Photoshop CS6, Illustrator CS6, InDesign CS6) cho xử lý ảnh, đồ họa và dàn trang.
  • Phương pháp mô hình hóa quy trình chế bản số (CTP): Sử dụng hệ thống RIP MetaDimension và phần mềm điều khiển MetaShooter, CTP User Interface, Color Proof Pro cho công tác ghi bản nhiệt và in thử màu.
  • Phương pháp tính toán định mức và hạch toán kinh tế: Thiết lập bảng tính xác định diện tích bản kẽm, khối lượng giấy in theo công thức định mức g/m², lượng mực in theo triệu trang khổ chuẩn 13x19 inch, hao phí điện năng dựa trên công suất danh định máy, chi phí khấu hao tài sản cố định theo thời gian làm việc thực tế và cơ cấu phân bổ chi phí quản lý phân xưởng (40% khấu hao), quản lý doanh nghiệp (7% giá thành sản xuất) và chi phí bán hàng (5% giá thành sản xuất).
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thông số thiết bị, bảng đơn giá thị trường vật tư in ấn, định mức vận hành máy móc công nghiệp và thông số tiêu chuẩn từ khách hàng Unilever và Nhà xuất bản.

Nội dung chính theo từng chương

Phần A: Tổ chức sản xuất và tính giá thành bao bì Hộp kem đánh răng PS Trà Xanh 180g

1. Thông số kỹ thuật và phương án bình trang hộp

Sản phẩm là hộp bao bì giấy có quy cách đóng gói và xử lý bề mặt cao cấp:

  • Kích thước thành phẩm: 180 x 35 x 41 mm (Dài x Rộng x Cao); Khổ trải: 161.5 x 228 mm. Kiểu dáng: Dán hông, nắp và đáy dán.
  • Vật liệu in: Giấy Carton Duplex ghép màng Metalized, định lượng 300 gsm, độ dày 0.35 mm.
  • Màu sắc in: In Offset tờ rời mặt trước gồm 7 màu (4 màu Process CMYK + 3 màu Spot/Pha: Pantone P103-8C, Pantone 485C, Pantone 7534C làm lớp lót trắng); mặt sau không in.
  • Gia công bề mặt và sau in: Tráng phủ UV bóng toàn phần kích thước 158 x 186 mm; Dập nổi 2 vị trí kích thước 12.8 mm; Cấn bế định hình và dán hông bằng keo PVA.

Qua khảo sát 5 phương án bình trang trên phần mềm ArtiosCAD, đề tài lựa chọn phương án bình thẳng (Straight layout) trên khổ giấy 720 x 1020 mm với các thông số:

  • Khoảng cách hộp: Trục x = 5 mm, Trục y = 0 mm; Nhíp: 12 mm; Lề trái: 5 mm; Lề phải: 5 mm; Chừa đuôi: 5 mm.
  • Số lượng con trên 1 tờ in: 18 con (6 con ngang x 3 con dọc).
  • Tỷ lệ hao phí diện tích giấy: 13,85%; Tổng chiều dài dao bế trên khuôn: 39,16 m.

2. Lựa chọn thiết bị và quy trình công nghệ sản xuất hộp

Hệ thống thiết bị được lựa chọn đồng bộ cho quy trình khép kín:

  • Công đoạn chế bản: Máy tính iMac Apple M1 (RAM 16GB, 2TB SSD), Máy in thử Epson Stylus Pro 9900 (độ phân giải 1440 x 2880 dpi), Máy ghi bản nhiệt PlateRite 8300N-S (bản nhiệt dày 0.3 mm, công suất 13 bản/giờ ở 2400 dpi), Máy hiện bản TungShung 88PSBF (thời gian hiện 12–65 giây).
  • Khuôn bế và dập nổi: Đặt gia công chế tạo bên ngoài; Khuôn tráng phủ gia công nội bộ.
  • Công đoạn in: Máy in Offset KBA 105 RAPIDA (4 đơn vị in và 1 đơn vị tráng phủ, khổ giấy tối đa 750 x 1050 mm).
  • Công đoạn thành phẩm: Máy tráng phủ bóng Roland RZK 3B+UV, Máy cấn bế dập nổi tự động NIKKO JY 106T (áp lực bế 300 tấn, tốc độ bế 7.000 tờ/giờ, tốc độ dập nổi 6.000 tờ/giờ), bóc lề xé rìa thủ công, Máy gấp dán hộp tự động Tamco (hỗ trợ kiểu straight line, double side, crash lock).

3. Dự trù vật tư và bù hao kỹ thuật hộp PS

  • Số lượng sản phẩm yêu cầu: 60.000 hộp; Số tờ in lý thuyết: 3.333,33 tờ.
  • Tỷ lệ bù hao các công đoạn: Công đoạn in (5,60%), Tráng phủ bóng UV (1,25%), Dập nổi (0,30%), Dán màng (0%), Dán cửa sổ (0%). Tổng tỷ lệ bù hao đơn hàng: 9,84%.
  • Bản kẽm in: Cần 7 bản kẽm nhiệt (kích thước 79,5 x 105 cm), tổng diện tích kẽm là 58.432,5 cm².
  • Khối lượng giấy Carton Duplex ghép Metalized (đã tính bù hao): 94,18 tấn.
  • Lượng mực in tiêu thụ: Mực CMYK cần 39,652 kg; Mực pha các loại được tính toán theo định mức triệu trang khổ chuẩn 13x19 inch.
Hạng mục vật tư Quy cách / Đơn vị Định mức / Thông số Khối lượng / Số lượng sử dụng
Bản kẽm nhiệt CTP cm² Khổ 79,5 x 105 cm 58.432,5 cm² (7 bản)
Khuôn dập nổi cm² Khổ 12,9 x 24,8 cm 29.388 cm² (3 khuôn)
Khuôn cấn bế cm² / Mét dao Khổ 73 x 103 cm 751.900 cm² / 39,16 m dao
Giấy Duplex Metalized Tấn Định lượng 300 gsm 94,133 tấn
Mực in CMYK UV Trang 13x19 inch Định mức kỹ thuật 198,26 triệu trang chuẩn
Keo dán hộp PVA kg Định mức 0,77 kg/đơn hàng 30,77 kg

4. Tính toán chi phí và giá thành sản xuất bao bì hộp PS

Khoản mục chi phí Cơ sở tính toán Thành tiền (VNĐ) Tỷ trọng / Ghi chú
Chi phí nguyên vật liệu chính Kẽm, khuôn, giấy, mực, keo 3.298.734.351 Chiếm tỷ trọng chủ yếu
Chi phí nguyên vật liệu phụ Tính bằng 10% NVL chính 329.873.435 Quy chuẩn định mức
Tổng chi phí nguyên vật liệu NVL chính + NVL phụ 3.629.170.797 -
Chi phí điện năng sản xuất Điện tiêu thụ các máy 536.012 Vận hành toàn bộ máy
Chi phí nhân công trực tiếp Lương theo giờ làm việc 1.623.422 Vận hành xưởng
Chi phí bảo hiểm, công đoàn Tính bằng 23% lương trực tiếp 373.387 BHXH, BHYT, BHTN, CĐP
Chi phí khấu hao máy móc Khấu hao theo giờ vận hành 1.781.260 Tính trên giờ làm việc năm
Chi phí quản lý xưởng khác Tính bằng 40% khấu hao 1.187.507 Chi phí chung phân xưởng
Giá thành sản xuất (Z_sx) Tổng các chi phí sản xuất 3.634.136.373 -
Chi phí quản lý doanh nghiệp Tính bằng 7% giá thành sản xuất 289.079.030 Quản lý điều hành
Chi phí bán hàng Tính bằng 5% giá thành sản xuất 206.485.021 Lưu thông, giao hàng
Giá thành toàn bộ sản phẩm Tổng chi phí toàn bộ 4.129.700.423 Đơn hàng 60.000 hộp
Giá thành đơn vị (1 hộp) Giá toàn bộ / 60.000 hộp 68.828 VNĐ/hộp

(Lưu ý: Nếu chỉ xét riêng phần chi phí nguyên vật liệu trực tiếp, chi phí cho 1 hộp là 54.978 VNĐ).


Phần B: Tổ chức sản xuất và tính giá thành ấn phẩm Sách "Mưu sinh bằng nghề tự do – JEFF EVARTS"

1. Thông số kỹ thuật và phương án bố trí tờ in

  • Khách hàng: Nhà xuất bản Văn hóa Thông tin (địa chỉ: 7 Nguyễn Thị Minh Khai, Q1, TP.HCM / NXB Trẻ). Số lượng: 8.000 cuốn.
  • Quy cách: Sách cà gáy dán keo có cánh gà, khổ thành phẩm 13,5 x 20,5 cm.
  • Bìa sách: Giấy Couche định lượng 250 gsm; in 4 màu Process mặt trước; gia công cán màng bóng POPP toàn phần; độ dày gáy 0,7 cm; cánh gà trái 7 cm; cánh gà phải 7 cm; chừa xén mỗi chiều 0,3 cm. Khổ giấy in chọn 70 x 100 cm đạt hiệu suất sử dụng giấy 48,85% (bố trí được 12 trang bìa/tờ in).
  • Ruột sách: Giấy Ford định lượng 80 gsm; dung lượng 152 trang; in 1 màu (đen K); chừa xén 0,3 cm (khổ chừa xén 13,8 x 20,8 cm). Khổ giấy in chọn 65 x 86 cm đạt hiệu suất sử dụng giấy 79,21% (bố trí 32 trang/tờ in, tương ứng mỗi tờ in tạo thành 2 tay sách 16 trang).

2. Lựa chọn thiết bị và công nghệ gia công sách

  • Chế bản: Máy ghi CTP PlateRite 8300S (hệ thống trống ngoại External drum, độ phân giải lên đến 4.000 dpi), máy hiện TungShung 88PSBF, in thử trên Epson Stylus Pro 9900.
  • In sản lượng: Máy in Offset Heidelberg Speedmaster SM 102 / KBA 105 (4 đơn vị in, tốc độ tối đa 9.000 tờ/giờ, khổ kẽm 790 x 1030 mm).
  • Thành phẩm sách:
    • Máy cán màng nhiệt Steinemann Lotus 102 SF / DM1 (tốc độ tối đa 100 m/phút).
    • Máy xén giấy lập trình IOTEC 115 (khổ cắt lớn nhất 1150 x 1150 mm).
    • Máy gấp tay sách SHOEI 660 (phương pháp gấp hỗn hợp: 4 bộ gấp song song và 2 bộ gấp dao vuông góc tự động, tốc độ gấp ≥ 210 m/phút).
    • Máy bắt tay sách tự động THF-12 (12 trạm bắt tay sách, tốc độ tối đa 4.500 cuốn/giờ).
    • Máy cà gáy và vào bìa keo nhiệt Horizon BQ 440 / JBB-51B (tốc độ 1.100 cuốn/giờ, xử lý độ dày gáy 1–40 mm).

3. Dự trù vật tư và chi phí ấn phẩm sách

  • Số lượng bản kẽm: 12 bản kẽm in ruột (in 1 màu K cho các tay sách) và 4 bản kẽm in bìa (CMYK).
  • Số lượng tờ in (chưa bù hao): 38.000 tờ in ruột (khổ 65 x 86 cm) và 1.333 tờ in bìa (khổ 70 x 100 cm). Bù hao công đoạn in bìa là 9,2%.
  • Vật tư cán màng bìa: Màng bóng POPP định mức 100% diện tích, keo cán màng định mức 5,15% (kg/1.000 m²).
  • Tổng chi phí nguyên vật liệu cho toàn bộ đơn hàng 8.000 cuốn sách là 37.876.029 VNĐ, tương ứng chi phí vật tư đơn vị là 4.735 VNĐ/cuốn.
  • Tổng chi phí tiền lương nhân công thực hiện đơn hàng sách là 2.229.404 VNĐ.

Hệ thống Phiếu sản xuất và Quản lý quy trình (BM 02/CB-KH-20)

Đề tài đã thiết lập hệ thống biểu mẫu phiếu sản xuất đồng bộ mã hiệu BM 02/CB-KH-20 nhằm kiểm soát chất lượng tại từng trạm công tác:

  1. Phiếu sản xuất chế bản: Kiểm soát độ phân giải file, tram hóa, thông số trapping, kiểm tra file in thử và xuất kẽm CTP.
  2. Phiếu sản xuất in: Quy định thông số máy in KBA 105, mã mực UV, độ dày vật liệu, tiêu chuẩn chồng màu và bù hao giấy.
  3. Phiếu sản xuất tráng phủ UV: Kiểm soát loại mực bóng OP VARNISH và máy Roland RZK 3B+UV.
  4. Phiếu sản xuất dập nổi: Quy định kích thước khuôn 12,8 mm và máy Nikko JY 106T.
  5. Phiếu sản xuất cấn bế: Kiểm soát kích thước khuôn bế 730 x 1030 mm, độ sắc dao và áp lực bế.
  6. Phiếu sản xuất dán hông: Quy định loại keo PVA và tốc độ máy gấp dán Tamco.

Kết quả và đóng góp

Đề tài đã hoàn thành các kết quả cụ thể về mặt kỹ thuật và kinh tế:

  1. Xây dựng hoàn chỉnh phương án bình bản tối ưu cho hai loại sản phẩm: Đối với bao bì hộp PS, chọn phương án bình 18 con trên khổ giấy 72x102 cm với tỷ lệ hao phí giấy 13,85%; đối với sách, chọn khổ ruột 65x86 cm (32 trang/tờ, hiệu suất 79,21%) và khổ bìa 70x100 cm (12 trang/tờ, hiệu suất 48,85%).
  2. Xác định chi tiết định mức bù hao từng công đoạn công nghệ: Tổng bù hao hộp bao bì là 9,84% (in 5,6%, tráng phủ 1,25%, dập nổi 0,3%); bù hao in bìa sách là 9,2%.
  3. Tính toán toàn diện giá thành sản phẩm:
    • Đơn hàng 60.000 hộp kem đánh răng PS Trà Xanh: Tổng giá thành toàn bộ là 4.129.700.423 VNĐ, giá thành 1 hộp hoàn chỉnh là 68.828 VNĐ (trong đó chi phí nguyên vật liệu trực tiếp là 54.978 VNĐ/hộp).
    • Đơn hàng 8.000 cuốn sách: Tổng chi phí vật tư là 37.876.029 VNĐ, chi phí vật tư đơn vị là 4.735 VNĐ/cuốn.
  4. Đóng góp kỹ thuật: Thiết lập chuỗi phiếu điều hành sản xuất chuẩn hóa từ khâu kiểm tra file, chế bản, in cho đến khâu hoàn thiện sau in, giúp loại bỏ sai sót kỹ thuật trong quá trình chuyển giao công đoạn tại xưởng in.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Các số liệu định mức và tính toán kinh tế trong đồ án được xây dựng dựa trên đơn giá thị trường và điều kiện thiết bị tại một thời điểm cố định (tháng 1/2023). Đồ án chưa tính đến sự biến động giá của thị trường giấy Carton Duplex Metalized nhập khẩu cũng như chi phí phát sinh khi kéo dài tiến độ giao hàng.
  • Hướng mở rộng: Nghiên cứu phương án tích hợp hệ thống phần mềm quản lý sản xuất tự động (ERP/MIS chuyên ngành in) để cập nhật thời gian thực chi phí tiêu hao nguyên vật liệu; đánh giá mở rộng phương án in kỹ thuật số công nghiệp cho các đơn hàng bao bì và sách có số lượng nhỏ, cá nhân hóa.

Giá trị tham khảo

Tài liệu này là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật In, Kỹ thuật Bao bì, Quản lý Công nghiệp và các kỹ sư điều hành xưởng in. Các nội dung có giá trị ứng dụng cao bao gồm:

  • Quy trình tính toán hiệu suất sử dụng giấy và phương pháp chọn layout bình trang bao bì trên ArtiosCAD.
  • Phương pháp lập bảng dự trù vật tư (bản kẽm, mực in UV, keo, màng) và công thức quy đổi sản lượng in sang đơn vị chuẩn (trang 13x19 inch).
  • Mô hình tính toán phân bổ giá thành công nghiệp (bao gồm khấu hao thiết bị theo giờ và tỷ lệ chi phí quản lý phân xưởng).
  • Bộ biểu mẫu phiếu sản xuất công đoạn thực tế phục vụ công tác quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Khổ giấy in và số lượng con trên một tờ in cho sản phẩm Hộp PS Trà Xanh được lựa chọn như thế nào?
Sản phẩm sử dụng khổ giấy in 720 x 1020 mm, bình theo phương án thẳng (Straight layout) với 18 con/tờ in (6 con ngang x 3 con dọc), tỷ lệ hao phí diện tích giấy là 13,85% và tổng chiều dài dao bế là 39,16 mét.

2. Tổng tỷ lệ bù hao giấy cho toàn bộ quy trình sản xuất Hộp PS Trà Xanh là bao nhiêu?
Tổng tỷ lệ bù hao đơn hàng là 9,84%, bao gồm công đoạn in (5,60%), tráng phủ UV bóng (1,25%) và dập nổi (0,30%).

3. Tổng giá thành toàn bộ và giá thành đơn vị của một Hộp kem đánh răng PS Trà Xanh 180g được tính toán là bao nhiêu?
Tổng giá thành toàn bộ đơn hàng (60.000 hộp) là 4.129.700.423 VNĐ, tương ứng giá thành đơn vị là 68.828 VNĐ/hộp (chi phí nguyên vật liệu trực tiếp là 54.978 VNĐ/hộp).

4. Khổ giấy in ruột và bìa sách "Mưu sinh bằng nghề tự do" đạt hiệu suất sử dụng giấy bao nhiêu %?
Khổ giấy ruột 65 x 86 cm đạt hiệu suất sử dụng 79,21% (32 trang/tờ in, tay sách 16 trang); khổ giấy in bìa 70 x 100 cm đạt hiệu suất sử dụng 48,85% (12 trang/tờ in).

5. Chi phí nguyên vật liệu cho một cuốn sách "Mưu sinh bằng nghề tự do" là bao nhiêu?
Tổng chi phí nguyên vật liệu cho đơn hàng 8.000 cuốn là 37.876.029 VNĐ, tương ứng chi phí vật tư trên một cuốn sách là 4.735 VNĐ.

Kết luận

Đồ án "Kinh tế và Tổ chức sản xuất in" đã giải quyết trọn vẹn bài toán tổ chức sản xuất và tính toán kinh tế kỹ thuật cho hai dòng sản phẩm in ấn đặc trưng là bao bì hộp giấy carton ghép màng metalized và ấn phẩm sách bìa mềm có cánh gà. Nghiên cứu đã xây dựng quy trình công nghệ chi tiết từ khâu xử lý chế bản CTP, in Offset tờ rời công nghiệp đến các công đoạn hoàn thiện bề mặt và định hình sản phẩm. Bằng việc lượng hóa đầy đủ định mức tiêu hao vật tư, khấu hao máy móc và phân bổ chi phí điều hành, công trình mang lại giá trị thực tiễn cao cho công tác quản trị và dự toán đơn hàng trong ngành công nghiệp in.