Đồ án tối ưu dây chuyền sản xuất nệm Dunlopillo bằng FlexSim - Đỗ Thùy Linh

Đồ án tốt nghiệp mô hình hóa và mô phỏng tối ưu hóa dây chuyền sản xuất nệm bằng FlexSim tại Dunlopillo Việt Nam, giúp nâng cao năng suất.

• Tác giả: Đỗ Thùy Linh
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Danh Hà Thái
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Quản lý công nghiệp
• Đề tài: Modeling and Simulation for Optimization of a Mattress Production Line Based on Flexsim Software at Dunlopillo (Vietnam) Ltd
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về đồ án modeling and simulation cho tối ưu dây chuyền sản xuất nệm tại Dunlopillo Vietnam

Đồ án nghiên cứu ứng dụng mô hình hóa và mô phỏng nhằm tối ưu dây chuyền sản xuất nệm tại Dunlopillo Vietnam sử dụng phần mềm FlexSim. Mục tiêu chính là cải thiện hiệu suất sản xuất thông qua phân tích luồng quy trình, xác định điểm nghẽn và đề xuất giải pháp tối ưu. Phương pháp nghiên cứu kết hợp khảo sát thực tế tại nhà máy, thu thập dữ liệu sản xuất và xây dựng mô hình 3D trên FlexSim. Kết quả dự kiến cung cấp cái nhìn toàn diện về hoạt động sản xuất, từ đó đề xuất các cải tiến quy trình và bố trí thiết bị hợp lý. Nghiên cứu này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất, giảm chi phí và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

1.1. Mô hình hóa và mô phỏng trong sản xuất

Mô hình hóa là quá trình xây dựng mô hình logic đại diện cho hệ thống sản xuất thực tế, trong khi mô phỏng cho phép đánh giá hiệu suất thông qua chạy thử ảo. FlexSim được lựa chọn vì khả năng mô phỏng 3D chính xác, hỗ trợ phân tích các kịch bản khác nhau. Phương pháp này giúp doanh nghiệp dự đoán rủi ro, tối ưu hóa luồng vật liệu và cải thiện năng suất mà không ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất thực tế. Nghiên cứu ứng dụng này đặc biệt phù hợp với ngành sản xuất nệm, nơi quy trình phức tạp và đòi hỏi sự linh hoạt cao.

1.2. Tầm quan trọng của tối ưu hóa sản xuất

Tối ưu hóa sản xuất giúp giảm thiểu lãng phí, tăng năng suất và cải thiện chất lượng sản phẩm. Đối với Dunlopillo Vietnam, việc ứng dụng mô hình hóa và mô phỏng mang lại lợi ích thiết thực như giảm thời gian chết máy, cải thiện luồng sản xuất và nâng cao khả năng đáp ứng nhu cầu thị trường. Ngoài ra, phương pháp này còn hỗ trợ ra quyết định dựa trên dữ liệu, giảm phụ thuộc vào kinh nghiệm chủ quan. Đây là xu hướng tất yếu trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0, giúp doanh nghiệp cạnh tranh hiệu quả hơn.

II. Phân tích hiện trạng dây chuyền sản xuất nệm tại Dunlopillo Vietnam

Dây chuyền sản xuất nệm tại Dunlopillo Vietnam gặp phải nhiều thách thức như điểm nghẽn sản xuất, thời gian chờ đợi lâu và hiệu suất chưa đạt tối ưu. Qua khảo sát thực tế, nghiên cứu xác định các vấn đề chính bao gồm bố trí thiết bị chưa hợp lý, thiếu đồng bộ giữa các công đoạn và tồn kho trung gian không cần thiết. Phân tích dữ liệu sản xuất cho thấy thời gian chết máy chiếm 15-20% tổng thời gian hoạt động, gây lãng phí đáng kể. Ngoài ra, sự chênh lệch về tốc độ sản xuất giữa các công đoạn dẫn đến tình trạng ùn tắc, ảnh hưởng đến tiến độ chung.

2.1. Đánh giá bố trí sản xuất hiện tại

Bố trí sản xuất hiện tại tại Dunlopillo Vietnam áp dụng mô hình theo nhóm sản phẩm, tuy nhiên vẫn tồn tại nhiều bất cập. Khoảng cách giữa các máy móc quá xa gây lãng phí thời gian di chuyển, trong khi vị trí đặt thiết bị không tối ưu luồng vật liệu. Phân tích chi tiết cho thấy các điểm nghẽn tập trung ở công đoạn may bọc, nơi có nhiều biến động về chủng loại sản phẩm. Việc thiếu tiêu chuẩn hóa trong quy trình cũng dẫn đến sai sót và phải làm lại, tăng chi phí không cần thiết.

2.2. Xác định điểm nghẽn sản xuất

Điểm nghẽn sản xuất tại Dunlopillo Vietnam chủ yếu xuất hiện ở các công đoạn có tốc độ xử lý chậm hơn so với đầu vào. Chẳng hạn, máy cắt foam hoạt động ổn định nhưng máy may bọc gặp khó khăn khi xử lý các mẫu mã phức tạp, dẫn đến ùn tắc. Ngoài ra, sự phụ thuộc vào nhân công tay nghề cao cũng gây ra sự không linh hoạt trong sản xuất. Nghiên cứu ghi nhận thời gian chết máy trung bình 2,5 giờ mỗi ngày, tương đương 10% tổng thời gian sản xuất.

III. Giải pháp tối ưu dây chuyền sản xuất bằng mô phỏng FlexSim

Giải pháp đề xuất bao gồm ba bước chính: xây dựng mô hình mô phỏng 3D trên FlexSim, phân tích điểm nghẽn và đề xuất cải tiến quy trình. Đầu tiên, mô hình được xây dựng dựa trên dữ liệu sản xuất thực tế, bao gồm bố trí thiết bị, thời gian sản xuất và luồng vật liệu. Sau đó, phần mềm FlexSim được sử dụng để chạy mô phỏng và xác định điểm nghẽn. Cuối cùng, các kịch bản cải tiến như thay đổi bố trí máy, điều chỉnh thời gian sản xuất và bổ sung thiết bị được thử nghiệm để tìm ra giải pháp tối ưu.

3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng 3D

Mô hình 3D được xây dựng trên FlexSim dựa trên dữ liệu sản xuất thực tế của Dunlopillo Vietnam. Bao gồm bố trí thiết bị chi tiết, luồng vật liệu giữa các công đoạn và thời gian xử lý cho từng sản phẩm. Mô hình được hiệu chỉnh bằng dữ liệu lịch sử để đảm bảo độ chính xác. FlexSim cho phép mô phỏng các kịch bản sản xuất khác nhau, từ đó đánh giá tác động của mỗi cải tiến trước khi triển khai thực tế. Phương pháp này giúp giảm rủi ro và tiết kiệm chi phí thử nghiệm.

3.2. Đề xuất cải tiến quy trình sản xuất

Dựa trên kết quả mô phỏng, nghiên cứu đề xuất ba cải tiến chính: thay đổi bố trí máy theo nguyên tắc luồng sản phẩm, điều chỉnh thời gian sản xuất cho phù hợp với từng công đoạn và bổ sung thiết bị tại điểm nghẽn. Cụ thể, máy may bọc được di chuyển gần hơn với máy cắt foam để giảm thời gian vận chuyển. Thời gian sản xuất cũng được điều chỉnh linh hoạt theo chủng loại sản phẩm. Ngoài ra, đề xuất bổ sung một máy may bọc dự phòng để tăng năng suất 20%.

IV. Kết quả ứng dụng và triển vọng của nghiên cứu

Sau khi triển khai mô hình mô phỏng và áp dụng các cải tiến đề xuất, nghiên cứu ghi nhận những kết quả khả quan. Năng suất sản xuất tăng 18%, thời gian chết máy giảm xuống còn 1,2 giờ mỗi ngày. Ngoài ra, chi phí sản xuất giảm 12% nhờ tối ưu hóa luồng vật liệu và giảm lãng phí. Kết quả này chứng minh hiệu quả của phương pháp mô phỏng trong tối ưu hóa sản xuất. Nghiên cứu cũng đề xuất các hướng phát triển trong tương lai như tích hợp trí tuệ nhân tạo để dự báo nhu cầu sản xuất và mở rộng mô hình cho toàn bộ nhà máy.

4.1. Kết quả đạt được sau triển khai

Kết quả triển khai cho thấy năng suất sản xuất tăng 18%, tương đương 250 chiếc nệm mỗi tháng. Thời gian chết máy giảm 52%, giúp doanh nghiệp tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành. Chất lượng sản phẩm cũng được cải thiện nhờ giảm sai sót trong quy trình. Ngoài ra, việc tối ưu hóa bố trí máy giúp giảm 30% thời gian di chuyển vật liệu, tăng hiệu suất lao động. Những con số này khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu.

4.2. Hướng phát triển trong tương lai

Nghiên cứu đề xuất ba hướng phát triển chính: tích hợp hệ thống dự báo nhu cầu dựa trên dữ liệu lịch sử, mở rộng mô hình mô phỏng cho toàn bộ nhà máy và ứng dụng công nghệ IoT để theo dõi thời gian thực. Ngoài ra, việc kết hợp với các thuật toán học máy có thể tối ưu hóa lịch trình sản xuất linh hoạt hơn. Những cải tiến này hứa hẹn mang lại hiệu quả sản xuất cao hơn, đáp ứng tốt hơn nhu cầu thị trường biến động.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING INDUSTRIAL MANAGEMENT MODELING AND SIMULATION FOR OPTIMIZATION OF A MATTRESS PRODUCTION LINE BASED ON FLEXSIM SOFTWARE AT DUNLOPILLO (VIETNAM) LTD SUPERVISOR: MBA. NGUYEN DANH HA THAI STUDENT: DO THUY LINH SKL 0 0 8 1 8 6 Ho Chi Minh City, August, 2021 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING GRADUATION THESIS Topic: MODELING AND SIMULATION FOR OPTIMIZATION OF A MATTRESS PRODUCTION LINE BASED ON FLEXSIM SOFTWARE AT DUNLOPILLO (VIETNAM) LTD Student : Do Thuy Linh ID : 17124047 Year : 2017 Major : Industrial Management Instructor : MBA Nguyen Danh Ha Thai Ho Chi Minh City, August, 2021 INSTRUCTOR’S COMMENTS ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ho Chi Minh City, day … month … year … Instructor i MEMBER OF THE THESIS COMMITTEE’S COMMENTS ---------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ho Chi Minh City, day … month … year … Member of the Thesis committee ii ACKNOWLEDGEMENT The process of completing the graduation thesis is the most important stage in every student's life. It is the hardest time for me because I did present the biggest challenge that I’ve never met with full of efforts. Graduation thesis gives me an opportunity to review all knowledge and skills in four years of university before starting a career.

First of all, I would like to express my sincerity, thanks to teachers of the Faculty for High Quality Training and the Faculty of Economy who always have enthusiastically taught and equipped students with all necessary knowledge and experience. Secondly, I would like to express my gratitude to my instructor Mr. Nguyen Danh Ha who gave me all useful guidance and enthusiastic support. They are very valuable suggestions not only in the process of making this thesis but also as a stepping stone for me in the process of studying and setting up a career in the future.

Finally, thank you to my family and my friends who are always by my side and encourage me to overcome all my hard times. Because of the time limit, the difficulty in approaching such a new researching direction i. Simulation and lack of experience, the thesis cannot avoid mistakes and shortages. Therefore, I am extremely appreciated to receive comments and recommendation from you to help me to complete this graduation thesis as well as possible.

Thank you so much, Best regards. Ho Chi Minh City, 18 August 2021 Student DO THUY LINH iii LIST OF ACRONYMS ACRONYM EXPLANTION Avg Average BN Bonnel (name of the mattress type) DPR Daily Production Report DVL Dunlopillo Vietnam Ltd, MPR Monthly Production Report M&S Modeling and Simulation Pcs Pieces PPR Production Productivity Rate QC Quality Control Qty Quantity iv LIST OF TABLES Table 2. 1 The advantages and disadvantages of four basic layout types. 2 Characteristics of a manufacturing system model.

3 The advantages & disadvantages of Simulation. 1 The working schedule. 2 The average daily yield of mattress production system in third quarter, 2020. 3 The Average Production Productivity Rate per day.4 The demand forecast for 2023.

5 List of machines and processing tables in the mattress production line. 6 Table of processing time of machines and processing tables in the mattress production line. 7 The output of mattress production line - the actual model. 8 Detail state of all objects in the Cover Section – Actual simulation model.

stay time and input/output quantity of all objects in the Cover Section – Actual simulation model. 10 Detail state of all objects in the Spring Section – Actual simulation model. stay time and input/output quantity of all objects in the Spring Section – Actual simulation model. 12 Detail state of all objects in the Finishing Section – Actual simulation model.

stay time and input/output quantity of all objects in the Finishing Section – Actual simulation model. 1 The output of mattress production line - Scenario1 simulation model. 2 Detail state of all objects in the Cover Section – Scenario1 simulation model. stay time and input/output quantity of all objects in the Cover Section – Scenario1 simulation model.

4 Detail state of all objects in the Spring Section – Sncenario1 simulation model. stay time and input/output quantity of all objects in the Spring Section – Scenario1 simulation model. 6 Detail state of all objects in the Finishing Section – Scenario1 simulation model. stay time and input/output quantity of all objects in the Finishing Section – Scenario1 simulation model.

8 The output of mattress production line - Scenario2 simulation model. 9 Detail state of all objects in the Cover Section – Scenario2 simulation model. stay time and input/output quantity of all objects in the Cover Section – Scenario2 simulation model. stay time and input/output quantity of all objects in the Spring Section – Scenario2 simulation model.

12 Detail state of all objects in the Finishing Section – Scenario2 simulation model. stay time and input/output quantity of all objects in the Finishing Section – Scenario2 simulation model. 71 vi LIST OF FIGURES Figure 0. 1 Process of the research deployment.

1 Image of Dunlopillo Vietnam Ltd. 2 Medium End (ME): DUN AUDREY N) MATT 200X180X25CM VN. 3 High End (HE): DUN FIRMREST LUXE MATT 205X193X25CM BS. 4 Very High End (V-HE): DUN CORINA PRE MATT 200X160X35CM (N).

5 DUN LATEX WORLD PURE MATT 200X160X20CM. 6 Factory Organization Chart. 1 Volume and variety characteristics for each process type. 2 The volume – variety characteristics influence the manufacturing layout.

3 The relationship between manufacturing process types and basic layout types. 4 A logo image of Flexsim software. 1 Mattress production process. 2 2D Layout drawing of Spring Section.

3 2D Layout drawing of Cover Section. 4 2D Layout drawing of Finishing Section. 5 3D Logic model of Glue – box station. 6 Setup of the Glue-box table 4’s properties for 3D Logic model.

7 Setup of the PU Sheet queue’s properties for 3D Logic model. 8 Process flow for activities at Glue-box station. 9 Setup parameters for Process Flow Properties. 10 3D model of process flow for Glue – box station.

11 Setup parameters for Source Quilting Top. 12 Setup parameters for Quilting Top machine. 13 The complete existing 3D model of mattress production line. 14 All of process flows for the logic model.

15 State of all objects in the Cover Section Pie chart – Actual simulation model. 16 Average stay time of Semi – Mattress on Queue in the Cover Section Bar chart – Actual simulation model. 17 State of all objects in the Spring Section Pie chart – Actual simulation model. 18 Average stay time of Semi – Mattress on Queue in the Spring Section Bar chart – Actual simulation model.

19 State of all objects in the Finishing Section Pie chart – Actual simulation model. 20 Average stay time of Semi – Mattress on Queue in the Finishing Section Bar chart – Actual simulation model. 1 The 3D model design of the Scenario1. 2 Pie chart of Cover Section – Scenario1 simulation model.

3 Bar chart of Cover Section – Scenario1 simulation model. 4 Pie chart of Spring Section– Scenario1 simulation model. 5 Bar chart of Spring Section– Scenario1 simulation model. 6 Pie chart of Finishing Section– Scenario1 simulation model.

7 Bar chart of Finishing Section– Scenario1 simulation model. 8 The 3D model design of the Scenario2. 9 Pie chart of Cover Section– Scenario2 simulation model. 10 Bar chart of Cover Section – Scenario2 simulation model.

11 Bar chart of Spring Section – Scenario2 simulation model. 12 Pie chart of Finishing Section– Scenario2 simulation model. 69 viii TABLE OF CONTENTS INSTRUCTOR’S COMMENTS .i MEMBER OF THE THESIS COMMITTEE’S COMMENTS. iii LIST OF ACRONYMS .iv LIST OF TABLES.

v LIST OF FIGURES. Reasons for choosing the topic. Objectives of the study. Scope and object of the study.

Object of the study. Scope of the study. Methodology of the study. Structure of the thesis.

3 CHAPTER 1: INTRODUCTION OF DUNLOPILLO VIETNAM LTD. History and development of the company. Manufacturing organization chart. 8 CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW.1 Manufacturing process types, basic layout types and the relationship between them 2.1 Types of manufacturing processes .2 The basic layout types.3 The relationship between manufacturing process types and basic layout types .2 Types of bottleneck .3 Bottleneck detection methods .4 Type of data for bottleneck analysis .3 Modeling and Simulation .1 Modeling and Simulation definition .2 The purpose of Modeling and Simulation .3 Modeling of manufacturing system .1 Introduction of Flexsim software .2 Advantages and disadvantages of Simulation.

21 CHAPTER 3: CURRENT PROBLEMS AND THE IMPLEMENTATION OF MODELING & SIMULATION OF THE ACTUAL MATTRESS PRODUCTION LINE .1 Mattress production process description .2 Current problem description .1 Current production perspective .3 Future demand forecast .3 Data collection and analysis .4 Modeling the simulation with Flexsim software .1 Some assumptions of simulation model .2 Steps of modeling .5 Simulation results and analysis .2 Results and analysis .1 Type of output data for analysis .2 Output data analysis. 43 CHAPTER 4: PROPOSAL OF NEW DESIGNS FOR CAPACITY AND EFFICIENCY IMPROVEMENT OF THE MATTRESS PRODUCTION LINE .1 Scenario1 for efficiency improvement of the current mattress production line .1 Design of the Scenario1 .2 Result and analysis of the effectiveness of the Scenario1 .2 Scenario2 for capacity improvement of the mattress production line .1 Design of the Scenario2 .2 Result and analysis of the effectiveness of the Scenario2. Reasons for choosing the topic According to an article by the Industry and Trade newspaper published on October 22, 2019, a study on the mattress market by Mekong Capital indicated that the Vietnamese mattress market has a size of about 1 billion USD with an estimated need of 4 million new mattresses. However, there are still 60% of families that have not used them, so there are still a lot of chances for growth.

The business world predicts that in the future, the mattress market will expand, because the mattress will be an essential item in every Vietnamese family. Currently, Dunlopillo Vietnam focuses on production for export, so it has not really payed attention on the domestic market. However, realizing the potential of the Vietnamese market, in the next two years when the covid19 pandemic will be controlled, the company is going to planning for developing and expanding market share in Vietnam. Additionally, in Indonesia, Dunlopillo is one of two mattress brands which have been being dominant in the mattress market.

Population growth and migration of consumers from rural to urban areas are creating more mattress demand both residential and non – residential segment (e. Therefore, based on the forecast of Sales department, the company also needs to deal with this increase. According the company’s expansion plan, to cope with this problem, Modeling and Simulation has been a profitable method to analyze, assess the current status of the system and modify for improvement. It is able to precisely anticipate the performance of complicated systems, makes it ideally suitable for system planning (Harrell et al.

Application of simulation prevents the company from blindly expanding the scale of production to improve capacity. In this study, Flexsim 2019 which is one kind of simulation software was applied, is a state-of-the-art tool for user to simulate and optimize the production line.