Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Hoàn thiện quy trình sản xuất trong phân xưởng bao bì PP - PE tại Công ty Cổ phần Sản xuất - Kinh doanh Bao bì Việt Hưng" được sinh viên Huỳnh Thị Thành thực hiện vào tháng 8 năm 2022, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Danh Hà Thái tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (ngành Quản lý Công nghiệp).

Nghiên cứu xuất phát từ bối cảnh phục hồi sản xuất của các doanh nghiệp chế tạo sau giai đoạn chịu tác động tiêu cực của đại dịch Covid-19. Những gián đoạn trong chuỗi cung ứng, biến động chi phí vận chuyển, xuất nhập khẩu và sự khan hiếm nguồn lực đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc tối ưu hóa chi phí sản xuất và hạ giá thành sản phẩm. Đối với Công ty Cổ phần Sản xuất - Kinh doanh Bao bì Việt Hưng (tỉnh Quảng Ngãi), bao bì PP và PE không chỉ là bán thành phẩm phục vụ đóng gói cho các ngành nông sản, thủy sản, thực phẩm, phân bón mà còn đại diện cho hình ảnh thương hiệu của đối tác tiêu thụ. Do đó, việc rà soát thực trạng vận hành, loại bỏ lãng phí và kiểm soát chất lượng tại phân xưởng sản xuất là yêu cầu sống còn.

Mục tiêu nghiên cứu được tác giả xác định cụ thể gồm hai nhiệm vụ:

  1. Nghiên cứu, phân tích thực trạng về quy trình sản xuất và chỉ ra những tồn đọng trong phân xưởng PP - PE tại Công ty Cổ phần Sản xuất - Kinh doanh Bao bì Việt Hưng.
  2. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật quản lý công nghiệp nhằm cải thiện quá trình sản xuất, nâng cao năng suất thiết bị và chất lượng sản phẩm của công ty.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình sản xuất bao bì nhựa tại phân xưởng PP - PE của Công ty Cổ phần Sản xuất - Kinh doanh Bao bì Việt Hưng.
  • Phạm vi không gian: Phân xưởng sản xuất A (khu vực sản xuất bao PP), phân xưởng B (khu vực B1 sản xuất bao PE và khu vực B2 lồng bao, cột kiện) tại Lô 23, Khu công nghiệp Quảng Phú, phường Quảng Phú, thành phố Quảng Ngãi, tỉnh Quảng Ngãi.
  • Phạm vi thời gian: Dữ liệu thực tế được thu thập và phân tích trong giai đoạn từ tháng 2/2022 đến tháng 5/2022 (kết hợp các số liệu tài chính, sản lượng giai đoạn 2020 - 2021 và số liệu dừng máy tháng 3/2022).
  • Phạm vi nội dung: Tập trung vào các công đoạn công nghệ kéo sợi, dệt, cắt may tự động, in Flexo, thổi màng PE, gia công tái sinh hạt nhựa phụ trợ và công tác bố trí mặt bằng, bảo dưỡng máy móc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng lý luận dựa trên các lý thuyết quản trị sản xuất hiện đại và công cụ kiểm soát chất lượng truyền thống:

  • Hệ thống sản xuất và quy trình công nghệ: Tác giả sử dụng các khái niệm về hệ thống biến đổi đầu vào - đầu ra theo nghiên cứu của Phạm Huy Tuân và cộng sự (2016), Phạm Trung Hải và cộng sự (2019); phân loại ba bậc sản xuất của Nguyễn Văn Duyệt và cộng sự (2009); các yêu cầu về tính liên tục, cân đối, nhịp nhàng và chuyên môn hóa quy trình sản xuất theo Nguyễn Thanh Liêm và cộng sự (2006), Trương Đức Lực và cộng sự (2013).
  • Mô hình 5S: Áp dụng khung khái niệm của Ho và cộng sự (1995) gồm Sàng lọc (Seiri), Sắp xếp (Seiton), Sạch sẽ (Seiso), Săn sóc (Seiketsu) và Sẵn sàng (Shitsuke) nhằm thiết lập kỷ luật hiện trường và chuẩn hóa không gian thao tác.
  • Biểu đồ nhân quả (Ishikawa / Fishbone Diagram): Vận dụng phương pháp phân tích nguyên nhân gốc rễ theo mô hình 6M (Man - Con người, Material - Nguyên vật liệu, Measure - Đo lường, Machine - Máy móc, Method - Phương pháp, Environment - Môi trường) kết hợp phương pháp 5 Why (5W) của Kaoru Ishikawa (1943) và Nguyễn Đình Phan và cộng sự (2012).
  • Biểu đồ Pareto: Ứng dụng quy tắc phân tích dạng khuyết tật và xác định thứ tự ưu tiên xử lý sự cố theo Đỗ Công Nông và cộng sự (2010).
  • Nhận diện 7 loại lãng phí (Muda): Cơ sở lý thuyết về 7 lãng phí trong vận hành sản xuất gồm: tồn kho, vận chuyển, thao tác, chờ đợi, sản phẩm lỗi/khuyết tật, sản xuất thừa và xử lý thừa.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả triển khai kết hợp:

  • Phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp từ hệ thống sổ sách nội bộ (báo cáo tài chính phòng Kế toán, bảng định ngạch phế liệu của phòng KCS, kế hoạch sản lượng từ phòng Sản xuất).
  • Phương pháp quan sát trực tiếp hiện trường (Gemba) để ghi nhận luồng di chuyển nguyên vật liệu, thao tác của công nhân và tình trạng bố trí thiết bị.
  • Phương pháp phân tích - tổng hợp số liệu bằng đồ thị cột, bảng thống kê và biểu đồ nguyên nhân - kết quả.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu tổng quan Công ty Cổ phần Sản xuất - Kinh doanh Bao bì Việt Hưng

Chương 1 phác thảo lịch sử phát triển của doanh nghiệp: tiền thân là Công ty TNHH Mai Biển thành lập ngày 12/12/2013, mở rộng thành Nhà máy bao bì Việt Phú vào ngày 20/08/2018, và chính thức đổi tên thành Công ty Cổ phần Sản xuất - Kinh doanh Bao bì Việt Hưng vào ngày 03/01/2019. Quy mô nhà máy có tổng diện tích 16.000 m² (nhà xưởng chiếm 8.000 m²) với 200 - 300 lao động. Cơ cấu vận hành gồm ba phân xưởng chính: Xưởng A (sản xuất bao PP), Xưởng B (B1: sản xuất bao PE; B2: lồng bao, cột kiện, đóng bành), và Xưởng C (sản xuất bao bì Carton).

Về tài chính và hoạt động kinh doanh, tác giả thống kê kết quả giai đoạn 2020 - 2021 qua bảng số liệu sau:

Chỉ tiêu tài chính Năm 2020 (triệu đồng) Năm 2021 (triệu đồng) Chênh lệch giá trị (triệu đồng) Tỷ lệ biến động (%)
Doanh thu thuần 48.026,130 Tăng trưởng dương - +4,17%
Tổng chi phí 46.701,958 Tăng trưởng kiểm soát - +3,62%
Lợi nhuận sau thuế 1.026,059 1.350,231 +324,172 +19,05%

Sản lượng năm 2020 - 2021 ghi nhận sản phẩm Carton đạt mốc 2.000 tấn và duy trì mức tăng trưởng ổn định ở các dòng bao bì PP, PE và Offset. Năm 2022, ban giám đốc công ty đặt mục tiêu tổng giá trị sản lượng vượt 60 tỷ đồng; tỷ lệ phế liệu tại nhà máy PP/PE phải kiểm soát dưới ngưỡng 8,5%; nhà máy Carton duy trì mức phế liệu 13% (đơn hàng trên 1.000 thùng) và 15% (đơn hàng dưới 1.000 thùng).

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Nội dung chương 2 đóng vai trò hệ thống hóa tài liệu học thuật về quản lý sản xuất công nghiệp. Tác giả làm rõ bản chất của quá trình sản xuất thông qua mô hình biến đổi giá trị gia tăng, đồng thời phân tích bốn yêu cầu cốt lõi đối với một dây chuyền sản xuất: bảo đảm tính chuyên môn hóa, tính cân đối tỷ lệ giữa các khâu, tính nhịp nhàng đều đặn và tính liên tục không gián đoạn.

Chương này cũng phân tích chi tiết quy trình 5 bước xây dựng biểu đồ nhân quả 6M, kỹ thuật lập bảng kiểm đếm và vẽ đường cong tích lũy Pareto 80/20, cùng định nghĩa thực chứng của 7 loại lãng phí trong môi trường nhà máy gia công nhựa bao bì.

Chương 3: Phân tích thực trạng quản lý vận hành sản xuất tại phân xưởng PP - PE của Công ty Cổ phần Sản xuất - Kinh doanh Bao bì Việt Hưng

Chương 3 trình bày chi tiết toàn bộ các thông số kỹ thuật, quy trình công nghệ và hiện trạng thiết bị của ba dây chuyền tại phân xưởng:

  1. Quy trình sản xuất bao bì PP (Xưởng A):
    • Kéo sợi: Phối trộn nguyên liệu 20 - 30 phút. Bảng thành phần điển hình cho sợi bao Mỳ (quy cách 0,052 × 2,45 mm) bao gồm: 125 kg hạt PP, 2 kg hạt LLDPE, 40 kg hạt Taical (JT15), 25 kg hạt Taical (1001-4), 2 muỗng chất tẩy và 12,5 kg hạt tái sinh. Nguyên liệu qua máy đùn nhiệt ở 150°C đến 280°C, làm nguội tại bồn nước 40°C - 42°C, tạo sợi qua trục dao lam, ủ nhiệt ổn định từ 160°C đến 190°C.
    • Thâu sợi và Dệt: Trục chỉ đạt đường kính 7 - 8,5 cm được thâu thành cuộn (đóng 30 - 40 trục/bao). Quá trình dệt caro sử dụng công thức tính số sợi dọc: $\text{Số sợi dọc} = \frac{\text{Khổ bao} \times 2}{\text{Mật độ sợi}}$ (làm tròn số chia hết cho 2 hoặc 4). Chiều dài lõi cuộn dệt: $L = R + (15 \div 20)\text{ cm}$. Cuộn dệt hạ máy khi đạt đường kính 55 - 60 cm.
    • Cắt may tự động (CMTĐ) và In máy: Máy cắt may gập mép đáy 3 - 4 cm, dùng vật nặng 2 - 3 kg dằn hãm ma sát cuộn. Khâu in áp dụng công nghệ in Flexo cuộn với bản in cao su, sau đó sấy nhiệt trực tiếp.
Danh mục thiết bị bao PP Số lượng Công suất Năng suất danh định
Máy kéo sợi 1 55 kW 5 m/h
Máy thâu sợi 1 27 kW 176 cuộn / 45 phút
Máy dệt 20 4 kW 75 m/h
Máy cắt may tự động 2 6 kW 35 bao/phút
Máy in Flexo 2 4,5 kW 40 bao/phút
  1. Quy trình sản xuất bao bì PE (Xưởng B1):

    • Đùn hạt LLDPE/LDPE/HDPE với hạt Taical và phụ gia; thổi màng dạng ống tại nhiệt độ 190°C - 200°C qua tháp làm mát; cuộn màng đường kính 50 - 60 cm ($L = \text{khổ bao} + 10\text{ cm}$); hàn đáy và cắt tự động.
    • Hệ thống thiết bị PE gồm 8 máy thổi khổ nhỏ (18,5 - 22 kW), 1 máy thổi khổ lớn (30 kW), 2 máy cắt hàn khổ nhỏ (6,5 kW) và 1 máy cắt hàn khổ lớn (7,5 kW).
  2. Quy trình tái sinh phế liệu phụ trợ:

    • Thu gom phế liệu chưa in màu (biên màng, sợi đứt, bao lỗi tháo chỉ); băm ó nhỏ; đùn nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 300°C; kéo sợi qua bồn nước làm nguội (150°C - 180°C); băm hạt tái sinh có kích thước đường kính 0,2 - 0,3 cm và chiều dài 0,5 cm để tái sử dụng làm nguyên liệu phối trộn.
    • Thiết bị tái sinh gồm: 1 máy nghiền phế (20 kW, 200 - 600 kg/h), 1 máy đùn nhiệt (12 kW, 50 - 300 kg/h) và 1 máy ó hạt nhựa (6 kW, 200 - 400 kg/h).
  3. Tồn đọng và hạn chế được chỉ ra:

    • Lãng phí thiết bị và diện tích: Doanh nghiệp chỉ sử dụng 3/9 máy thổi PE và 2/3 máy cắt hàn; các máy dôi dư bỏ trống nhiều năm không sử dụng (khu vực Stock 1, Stock 3, Stock 4), bám bụi, chiếm diện tích mặt bằng sản xuất.
    • Lãng phí vận chuyển: Sơ đồ mặt bằng Xưởng A bố trí chưa hợp lý, khoảng cách vận chuyển bán thành phẩm giữa máy dệt, máy cắt may và máy in quá xa; luồng di chuyển của xe nâng bị cắt khúc, chồng chéo.
    • Tình trạng ngừng máy: Phân tích dừng máy tháng 3/2022 qua biểu đồ xương cá và biểu đồ Pareto cho thấy hỏng hóc cơ điện và đứt chỉ tại máy dệt chiếm tỷ trọng thời gian ngưng trệ lớn nhất.
    • Phế phẩm công đoạn in: Xuất hiện ba dạng phế phẩm chính gồm bao phế do in lem/lệch khuôn, bao phế do dệt/cắt lỗi và phế phẩm do may đứt chỉ/tưa mép.

Chương 4: Giải pháp hoàn thiện quy trình sản xuất trong phân xưởng PP - PE tại Công ty Cổ phần Sản xuất - Kinh doanh Bao bì Việt Hưng

Tác giả đề xuất 5 nhóm giải pháp dựa trên kết quả khảo sát thực địa:

  • Áp dụng 5S tại khu vực sản xuất: Kẻ vạch phân chia rõ ràng lối đi cho xe nâng, khu vực chứa nguyên vật liệu, bán thành phẩm và thành phẩm; tổ chức thu dọn hoặc thanh lý máy móc hỏng hóc tại các khu Stock; gắn nhãn danh mục trực quan.
  • Giảm thiểu lãng phí vận chuyển và thao tác: Bố trí lại sơ đồ mặt bằng Xưởng A sau cải tiến (rút ngắn cự ly trung chuyển từ máy dệt đến máy CMTĐ và máy in); thiết kế kệ chuyên dụng lưu trữ mực in, dung môi và bản in cao su cạnh cụm máy in Flexo.
  • Hạn chế dừng máy đột xuất: Thiết lập Bảng kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng thiết bị định kỳ (Bảng 4.2), kiểm tra hệ sinh nhiệt của máy đùn, cân chỉnh cơ cấu thâu sợi và bảo dưỡng hệ thống dao cắt may tự động nhằm ngăn chặn hỏng hóc bất ngờ.
  • Cải thiện môi trường sản xuất: Thiết kế bổ sung sơ đồ công nghệ xử lý khí thải nhằm thu gom mùi dung môi in và hơi nhiệt phát sinh từ công đoạn đùn; cải tạo hệ thống thông gió cục bộ xưởng.
  • Nâng cao khả năng sản xuất: Chuẩn hóa bảng hiệu quy trình thao tác chuẩn (SOP) tại bộ phận cắt may tự động (CMTĐ) và máy dệt; định kỳ tập huấn kỹ năng nhận diện lỗi sợi và kỹ thuật may viền cho công nhân.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận tốt nghiệp đạt được các kết quả cụ thể dựa trên số liệu thực chứng tại nhà máy:

  • Định lượng đầy đủ hiện trạng kỹ thuật: Ghi nhận chi tiết công thức cấp phối hạt nhựa sản xuất sợi mỳ PP (125 kg hạt PP, 40 kg Taical JT15, 25 kg Taical 1001-4, 12,5 kg hạt tái sinh), các dải nhiệt độ gia công theo từng vùng đùn - ủ (150°C - 280°C đối với PP; 190°C - 200°C đối với PE; 300°C đối với máy đùn tái sinh).
  • Phát hiện sự mất cân đối công suất máy: Số liệu thống kê chỉ ra tình trạng lãng phí năng lực sản xuất khi xưởng chỉ dùng 33,3% số lượng máy thổi PE (3/9 máy) và 66,7% máy cắt hàn đáy (2/3 máy), để trống mặt bằng tại các vị trí Stock 1, 3, 4.
  • Xác lập hệ thống biểu đồ chất lượng chuyên ngành: Xây dựng thành công biểu đồ nhân quả 6M phân tích nguyên nhân lãng phí vận chuyển và sự cố dừng máy dệt; đồng thời lập biểu đồ Pareto phản ánh các khuyết tật chủ yếu trong tháng 3/2022.
  • Đóng góp giải pháp thực tiễn: Cung cấp phương án quy hoạch lại mặt bằng Xưởng A, kế hoạch kiểm định bảo dưỡng thiết bị định kỳ và quy trình tái sinh phế liệu hạt nhựa khép kín, trực tiếp phục vụ mục tiêu hạ tỷ lệ phế liệu xuống dưới 8,5% của nhà máy.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của khóa luận: Thời gian thu thập dữ liệu tại hiện trường tương đối ngắn (3 tháng, từ tháng 2/2022 đến tháng 5/2022); nhiều chỉ tiêu chi tiết về định mức chi phí vận hành máy, tỷ lệ hao hụt dung môi in và thông tin nhà cung ứng bị hạn chế tiếp cận do chính sách bảo mật thông tin nội bộ của công ty. Các giải pháp mặt bằng và kế hoạch bảo dưỡng dừng lại ở mức thiết kế, chưa có dữ liệu đo lường kiểm chứng sau triển khai thực tế.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu áp dụng phương pháp đo lường Hiệu suất tổng thể thiết bị (OEE) cho toàn bộ 20 máy dệt PP; xây dựng mô hình dự báo nhu cầu nguyên vật liệu nhằm tối ưu hóa lượng dự trữ tồn kho hạt nhựa theo phương pháp Hoạch định nhu cầu vật tư (MRP).

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo chuyên môn hữu ích cho:

  • Sinh viên và giảng viên các chuyên ngành Quản lý Công nghiệp, Kỹ thuật Hệ thống Công nghiệp, Quản trị Vận hành, Kỹ thuật Hóa học - Vật liệu Polyme.
  • Cán bộ kỹ thuật, quản đốc phân xưởng tại các doanh nghiệp sản xuất bao bì nhựa dệt PP và màng PE.
  • Phần có giá trị tham khảo cao nhất: Quy trình công nghệ phối trộn và dải nhiệt độ vận hành máy kéo sợi, máy đùn thổi; sơ đồ bố trí thiết bị hiện trường và bảng kế hoạch bảo trì bảo dưỡng thiết bị công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Định lượng nguyên liệu trong một mẻ sản xuất sợi bao Mỳ quy cách 0,052 × 2,45 mm tại phân xưởng PP gồm những gì? Căn cứ Bảng 3.1 của khóa luận, thành phần hạt nhựa cho một mẻ sản xuất sợi Mỳ bao gồm: 125 kg hạt nhựa PP, 2 kg hạt LLDPE, 40 kg hạt Taical (mã JT15), 25 kg hạt Taical (mã 1001-4), 2 muỗng chất tẩy và 12,5 kg hạt nhựa tái sinh.

2. Thực trạng khai thác máy móc tại khu vực sản xuất bao PE (Xưởng B1) gặp vấn đề bất cập nào? Doanh nghiệp hiện chỉ vận hành 3 trong tổng số 9 máy thổi PE (công suất 18,5 - 30 kW) và 2 trong tổng số 3 máy cắt hàn đáy bao hiện có. Số lượng 6 máy thổi và 1 máy cắt còn lại bị ngưng hoạt động trong nhiều năm, không được bảo trì, phủ bụi tại các khu vực dự trữ (Stock 1, Stock 3, Stock 4), gây lãng phí diện tích xưởng và xuống cấp thiết bị.

3. Quy trình tái sinh phế phẩm tại phân xưởng PP - PE được xử lý qua những công đoạn kỹ thuật nào? Quy trình tái sinh gồm 4 công đoạn chính:

  1. Băm ó: Phế phẩm chưa in màu được phân loại, làm sạch bụi bẩn và băm thành mảnh vụn nhỏ.
  2. Đùn nhiệt: Đưa mảnh phế qua hệ thống đùn ở mức nhiệt cao khoảng 300°C để nóng chảy thành dạng lỏng.
  3. Tạo sợi: Ép nhựa lỏng qua đầu kéo nhiều lỗ ở nhiệt độ 150°C - 180°C và dẫn qua bể nước làm mát để định hình sợi.
  4. Băm hạt: Cắt sợi nhựa thành hạt tái sinh có kích thước đường kính 0,2 - 0,3 cm và chiều dài khoảng 0,5 cm để tái sử dụng.

4. Mục tiêu kiểm soát phế liệu và giá trị sản lượng năm 2022 của Công ty Bao bì Việt Hưng được đặt ra như thế nào? Công ty đặt mục tiêu tổng giá trị sản lượng năm 2022 đạt trên 60 tỷ đồng. Tỷ lệ phế liệu được khống chế theo định mức: không quá 8,5% đối với nhà máy PP/PE; đối với nhà máy Carton là 13% (đơn hàng trên 1.000 thùng) và 15% (đơn hàng dưới 1.000 thùng).

5. Tác giả đã vận dụng các công cụ quản trị tinh gọn nào để phân tích sự cố ngừng máy và lãng phí mặt bằng? Tác giả đã kết hợp công cụ 5S để đánh giá hiện trường xưởng; sử dụng Biểu đồ nhân quả (xương cá Ishikawa) theo khung 6M kết hợp kỹ thuật 5W (5 Why) để truy tìm căn nguyên lãng phí vận chuyển và sự cố dừng máy dệt; đồng thời lập Biểu đồ Pareto nhằm phân loại và xác định mức độ ưu tiên xử lý các khuyết tật máy móc trong tháng 3/2022.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Huỳnh Thị Thành đã hệ thống hóa toàn diện quy trình công nghệ sản xuất bao bì PP, PE và dây chuyền tái sinh hạt nhựa tại Công ty Cổ phần Sản xuất - Kinh doanh Bao bì Việt Hưng. Thông qua việc áp dụng các công cụ quản lý công nghiệp như 5S, biểu đồ nhân quả 6M và biểu đồ Pareto, tác giả đã làm rõ các điểm nghẽn về lãng phí vận chuyển mặt bằng, tỷ lệ thiết bị nhàn rỗi và tình trạng dừng máy đột xuất. Hệ thống giải pháp đề xuất bao gồm cải tiến layout xưởng A, xây dựng lịch bảo dưỡng định kỳ và kiểm soát tiêu chuẩn thao tác mang tính khả thi cao, đóng góp thiết thực cho mục tiêu hạ tỷ lệ phế phẩm xuống dưới 8,5% của doanh nghiệp.