Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh hội nhập kinh tế toàn cầu, ngành sản xuất động cơ điện tại Việt Nam đang chứng kiến sự tăng trưởng mạnh mẽ với chỉ số sản xuất công nghiệp ngành thiết bị điện tăng 12.6% trong 10 tháng đầu năm 2022 so với cùng kỳ năm trước. Nhà máy sản xuất động cơ điện tại Đồng Nai thuộc công ty ABC, với mục tiêu sản xuất trung bình 10,660 sản phẩm/tháng, đang gặp khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu khách hàng do tỷ lệ cân bằng chuyền thấp chỉ đạt 79%, thời gian không tạo ra giá trị lớn và phân bổ nhân lực chưa hợp lý. Điều này dẫn đến việc phải tăng ca thêm 2.5 giờ mỗi ngày và bổ sung nhân lực, làm tăng chi phí sản xuất đáng kể.

Mục tiêu nghiên cứu là ứng dụng công nghệ sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) để nâng cao năng suất dây chuyền lắp ráp động cơ điện, cụ thể là tăng năng suất lên 20%, nâng tỷ lệ cân bằng chuyền lên trên 90%, chuẩn hóa thao tác làm việc, giảm thời gian không tạo giá trị và giảm số lượng công nhân tại chuyền. Nghiên cứu được thực hiện trong vòng 6 tháng tại nhà máy Đồng Nai, tập trung vào dây chuyền lắp ráp sản phẩm động cơ điện mã 132M chiếm 80% sản lượng. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp công ty giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao năng lực cạnh tranh, đồng thời góp phần xây dựng văn hóa cải tiến liên tục trong nhà máy.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) và phương pháp DMAIC trong quản lý chất lượng.

  • Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing): Là hệ thống sản xuất nhằm loại bỏ lãng phí, tối ưu hóa luồng giá trị, giảm thời gian chu trình và chi phí sản xuất. Các nguyên tắc cơ bản bao gồm xác định giá trị theo khách hàng, tối ưu luồng giá trị, sản xuất kéo, cải tiến liên tục và tập trung vào con người. Các công cụ hỗ trợ như 5S, Kaizen, cân bằng chuyền, biểu đồ Pareto và biểu đồ nhân quả được sử dụng để phân tích và cải tiến quy trình.

  • Phương pháp DMAIC: Bao gồm 5 bước: Define (Xác định), Measure (Đo lường), Analyze (Phân tích), Improve (Cải tiến), Control (Kiểm soát). Phương pháp này giúp hệ thống hóa quá trình cải tiến, từ việc xác định vấn đề, thu thập và phân tích dữ liệu đến triển khai giải pháp và duy trì kết quả.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: Takt time (nhịp độ sản xuất), Cycle time (thời gian chu kỳ), SOP (Standard Operating Procedure - quy trình làm việc chuẩn), và các loại lãng phí trong sản xuất như tồn kho, chờ đợi, vận chuyển, sai sót.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại nhà máy sản xuất động cơ điện của công ty ABC ở Đồng Nai trong 6 tháng, từ tháng 7 đến tháng 12 năm 2022. Đối tượng nghiên cứu là dây chuyền lắp ráp động cơ điện mã 132M với sản lượng chiếm khoảng 80% tổng sản lượng.

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập từ quan sát trực tiếp, bấm giờ và ghi hình tại các trạm làm việc trên dây chuyền, kết hợp với dữ liệu sản xuất từ hệ thống ERP của công ty trong 4 tháng gần nhất. Tổng số mẫu quan sát là 30 lần đo thời gian thao tác tại mỗi trạm.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng các công cụ quản lý chất lượng như biểu đồ xương cá để phân tích nguyên nhân, biểu đồ Pareto để xác định các vấn đề trọng yếu, phương pháp SOD để đánh giá mức độ nghiêm trọng, tần suất và khả năng phát hiện lỗi. Takt time và cycle time được tính toán để đánh giá hiệu quả cân bằng chuyền. Các công cụ Lean như 5S, Kaizen, ECRS được áp dụng để thiết kế và triển khai cải tiến.

  • Timeline nghiên cứu:

    • Define: 01/07/2022 - 02/07/2022
    • Measure: 03/07/2022 - 31/10/2022
    • Analyze: 01/11/2022 - 07/11/2022
    • Improve: 08/11/2022 - 30/11/2022
    • Control: 01/12/2022 - 31/12/2022

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tỷ lệ cân bằng chuyền thấp (79%) là nguyên nhân chính làm giảm năng suất dây chuyền lắp ráp. Sau cải tiến, tỷ lệ này đã tăng lên 91%, vượt mục tiêu đề ra 12%.

  2. Thời gian không tạo ra giá trị chiếm khoảng 30% tổng thời gian chu trình, chủ yếu do thao tác thừa và di chuyển không cần thiết. Sau khi áp dụng chuẩn hóa thao tác và sắp xếp lại mặt bằng, thời gian không tạo giá trị giảm 30%.

  3. Số lượng công nhân tại chuyền giảm từ 6 xuống còn 5 người, đồng nghĩa với việc tối ưu hóa lao động và giảm chi phí nhân sự.

  4. Năng suất sản xuất tăng từ 8,429 sản phẩm/tháng lên 10,660 sản phẩm/tháng, tương đương mức tăng 20%, đáp ứng đúng nhu cầu khách hàng mà không cần tăng ca.

Thảo luận kết quả

Việc tăng tỷ lệ cân bằng chuyền lên 91% cho thấy sự phân bổ công việc hợp lý hơn giữa các trạm, giảm thời gian chờ đợi và tăng hiệu quả sử dụng nhân lực. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trong ngành sản xuất tinh gọn, nơi cân bằng chuyền được xem là yếu tố then chốt để nâng cao năng suất.

Giảm 30% thời gian không tạo giá trị nhờ chuẩn hóa thao tác và cải tiến mặt bằng làm giảm các thao tác dư thừa và di chuyển không cần thiết, góp phần rút ngắn chu trình sản xuất. Điều này cũng đồng nhất với nguyên lý Lean về loại bỏ lãng phí.

Việc giảm số lượng công nhân không làm giảm sản lượng mà còn tiết kiệm chi phí nhân công, thể hiện hiệu quả của việc đào tạo đa kỹ năng và tối ưu hóa quy trình làm việc.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tỷ lệ cân bằng chuyền trước và sau cải tiến, biểu đồ Pareto về các loại lãng phí được loại bỏ, và bảng so sánh năng suất sản xuất cùng số lượng công nhân.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai rộng rãi quy trình chuẩn hóa công việc (SOP) trên toàn bộ dây chuyền lắp ráp nhằm duy trì tỷ lệ cân bằng chuyền trên 90%. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý sản xuất; Thời gian: 3 tháng.

  2. Đào tạo liên tục kỹ năng đa nhiệm cho công nhân để tăng tính linh hoạt và giảm thiểu số lượng nhân công cần thiết. Chủ thể: Phòng nhân sự và đào tạo; Thời gian: 6 tháng.

  3. Áp dụng 5S và Kaizen định kỳ tại các trạm làm việc để duy trì môi trường làm việc sạch sẽ, ngăn nắp và thúc đẩy cải tiến liên tục. Chủ thể: Tổ cải tiến chất lượng; Thời gian: liên tục hàng tháng.

  4. Tối ưu hóa mặt bằng và luồng vật liệu trong dây chuyền nhằm giảm thiểu thời gian di chuyển và thao tác không cần thiết, nâng cao hiệu quả sản xuất. Chủ thể: Phòng kỹ thuật; Thời gian: 2 tháng.

  5. Xây dựng hệ thống kiểm soát và đánh giá hiệu quả cải tiến định kỳ để phát hiện sớm các vấn đề và điều chỉnh kịp thời. Chủ thể: Ban quản lý chất lượng; Thời gian: hàng quý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Quản lý sản xuất và kỹ sư công nghiệp tại các nhà máy sản xuất động cơ điện hoặc ngành công nghiệp nặng, giúp họ áp dụng công nghệ sản xuất tinh gọn để nâng cao năng suất và giảm chi phí.

  2. Chuyên viên cải tiến chất lượng và Lean Six Sigma có thể tham khảo phương pháp luận DMAIC kết hợp Lean và các công cụ phân tích như biểu đồ xương cá, Pareto để giải quyết các vấn đề thực tiễn.

  3. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật công nghiệp, quản lý sản xuất nhằm hiểu rõ cách vận dụng lý thuyết sản xuất tinh gọn vào thực tế nhà máy, từ đó nâng cao kiến thức và kỹ năng nghiên cứu.

  4. Ban lãnh đạo doanh nghiệp sản xuất muốn xây dựng văn hóa cải tiến liên tục và tối ưu hóa hoạt động sản xuất, giúp tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Lean Manufacturing là gì và tại sao nó quan trọng trong sản xuất động cơ điện?
    Lean Manufacturing là phương pháp loại bỏ lãng phí và tối ưu hóa quy trình sản xuất để tăng năng suất và giảm chi phí. Trong sản xuất động cơ điện, nó giúp cải thiện hiệu quả dây chuyền, giảm thời gian chu trình và nâng cao chất lượng sản phẩm.

  2. Phương pháp DMAIC được áp dụng như thế nào trong nghiên cứu này?
    DMAIC được sử dụng để hệ thống hóa quá trình cải tiến: xác định vấn đề (Define), thu thập dữ liệu (Measure), phân tích nguyên nhân (Analyze), triển khai giải pháp (Improve) và duy trì kết quả (Control), giúp đảm bảo hiệu quả và bền vững.

  3. Tỷ lệ cân bằng chuyền là gì và tại sao cần nâng cao?
    Tỷ lệ cân bằng chuyền đo lường mức độ phân bổ công việc đồng đều giữa các trạm sản xuất. Tỷ lệ cao giúp giảm thời gian chờ đợi, tăng năng suất và giảm chi phí lao động.

  4. Làm thế nào để giảm thời gian không tạo giá trị trong dây chuyền sản xuất?
    Bằng cách chuẩn hóa thao tác, loại bỏ các bước thừa, sắp xếp lại mặt bằng làm việc và đào tạo nhân viên, thời gian không tạo giá trị có thể giảm đáng kể, giúp rút ngắn chu trình sản xuất.

  5. Việc giảm số lượng công nhân có ảnh hưởng gì đến năng suất?
    Nếu được thực hiện đúng cách thông qua đào tạo đa kỹ năng và tối ưu hóa quy trình, giảm số lượng công nhân không làm giảm năng suất mà còn tiết kiệm chi phí nhân sự và nâng cao hiệu quả lao động.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã thành công trong việc ứng dụng công nghệ sản xuất tinh gọn để nâng cao năng suất dây chuyền lắp ráp động cơ điện tại nhà máy Đồng Nai.
  • Tỷ lệ cân bằng chuyền tăng từ 79% lên 91%, vượt mục tiêu đề ra.
  • Thời gian không tạo giá trị giảm 30%, góp phần rút ngắn chu trình sản xuất.
  • Năng suất sản xuất tăng 20%, đạt 10,660 sản phẩm/tháng mà không cần tăng ca.
  • Số lượng công nhân giảm từ 6 xuống 5 người, tối ưu hóa chi phí nhân sự.

Next steps: Triển khai mở rộng các giải pháp cải tiến trên toàn nhà máy, duy trì đào tạo và kiểm soát chất lượng để đảm bảo hiệu quả bền vững.

Call to action: Các doanh nghiệp sản xuất động cơ điện và ngành công nghiệp nặng nên áp dụng các phương pháp sản xuất tinh gọn kết hợp DMAIC để nâng cao năng suất và giảm chi phí, góp phần tăng sức cạnh tranh trên thị trường toàn cầu.