Tổng quan nghiên cứu
Ngành công nghiệp dệt may Việt Nam đang hướng tới trở thành một trong những ngành công nghiệp trọng điểm với kim ngạch xuất khẩu ngày càng tăng, đóng góp quan trọng vào sự phát triển kinh tế khu vực và toàn cầu. Theo ước tính, ngành dệt may chiếm tỷ trọng lớn trong xuất khẩu, đồng thời đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước ngày càng cao và tạo ra nhiều việc làm cho xã hội. Trong bối cảnh đó, việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm là yếu tố then chốt để tăng sức cạnh tranh của doanh nghiệp dệt may Việt Nam. Đặc biệt, sản phẩm may từ vải dệt kim như áo T-Shirt và Polo-Shirt ngày càng phổ biến trong sản xuất công nghiệp, đòi hỏi các giải pháp tối ưu hóa dây chuyền may nhằm đảm bảo hiệu quả sản xuất.
Luận văn tập trung nghiên cứu xác định công suất hợp lý nhằm đảm bảo hiệu quả cân bằng dây chuyền may sản phẩm từ vải dệt kim trong sản xuất công nghiệp. Mục tiêu cụ thể là xác định công suất hợp lý giúp cân bằng phụ tải các nguyên công sản xuất, đồng thời góp phần thiết kế phần mềm hỗ trợ xác định công suất dựa trên đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các dây chuyền may sản xuất sản phẩm T-Shirt và Polo-Shirt tại ba công ty lớn trong ngành may Việt Nam, với dữ liệu thu thập từ các đơn hàng thực tế nhằm đảm bảo tính đa dạng và phổ quát của phương án cấu trúc công nghệ sản phẩm.
Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao năng suất lao động, giảm thời gian cân bằng dây chuyền, đồng thời thúc đẩy chuyển đổi số trong ngành may công nghiệp Việt Nam. Kết quả nghiên cứu góp phần cải thiện hiệu quả sản xuất, giảm chi phí và tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp trong bối cảnh hội nhập kinh tế quốc tế.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:
Lý thuyết cân bằng dây chuyền sản xuất: Đây là kỹ thuật phân bổ đồng đều khối lượng công việc cho các nguyên công trên dây chuyền nhằm loại bỏ tình trạng quá tải hoặc non tải, đảm bảo quá trình sản xuất liên tục và hiệu quả. Khái niệm Heijunka (cân bằng sản xuất) được áp dụng để trung hòa lượng sản xuất, giảm lãng phí và tăng hiệu quả sử dụng nguồn lực.
Mô hình thiết kế dây chuyền may: Bao gồm các nguyên công công nghệ (NCCN), nguyên công sản xuất (NCSX), nhịp dây chuyền, công suất dây chuyền và đường đi của bán thành phẩm. Mô hình này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm.
Thuật toán Meta-Heuristic – Thuật toán Luyện kim (Simulated Annealing): Thuật toán này mô phỏng quá trình luyện kim vật lý để tìm kiếm giải pháp tối ưu toàn cục cho bài toán cân bằng dây chuyền may. Thuật toán cho phép chấp nhận các phương án không tối ưu tạm thời nhằm tránh rơi vào cực trị cục bộ, từ đó tìm ra phương án phối hợp nguyên công hiệu quả nhất.
Các khái niệm chính bao gồm: công suất hợp lý dây chuyền, hiệu suất cân bằng dây chuyền, nhịp dây chuyền, phối hợp nguyên công công nghệ thành nguyên công sản xuất, và các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả cân bằng dây chuyền.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu: Dữ liệu nghiên cứu được thu thập từ 08 đơn hàng sản xuất áo T-Shirt tại ba công ty: Công ty TNHH MTV Hà Nam Hanosimex, Công ty TNHH Thời trang Star và Công ty TNHH May Tinh Lợi; cùng 06 đơn hàng sản xuất áo Polo-Shirt tại hai công ty: Hà Nam Hanosimex và May Tinh Lợi. Bộ dữ liệu đảm bảo tính đa dạng và phổ quát, phản ánh thực tế sản xuất công nghiệp.
Phương pháp phân tích: Nghiên cứu sử dụng phương pháp khảo cứu tài liệu để tổng hợp và phân tích các lý thuyết, phương pháp cân bằng dây chuyền hiện có. Phương pháp thiết kế và cân bằng dây chuyền may dựa trên quy trình của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, kết hợp thuật toán Luyện kim để tối ưu hóa phối hợp nguyên công công nghệ thành nguyên công sản xuất.
Timeline nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu bao gồm khảo sát thực trạng, phát biểu bài toán, thiết kế thuật toán, xây dựng phần mềm BSL-HUST-1, kiểm thử và đánh giá phần mềm. Thời gian thực hiện tập trung trong năm 2022 với các bước cụ thể từ thu thập dữ liệu đến hoàn thiện phần mềm và báo cáo kết quả.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Xác định công suất hợp lý đảm bảo hiệu quả cân bằng dây chuyền: Qua phân tích 14 đơn hàng sản xuất áo T-Shirt và Polo-Shirt, công suất hợp lý được xác định sao cho tỷ lệ nguyên công sản xuất có nhịp riêng nằm trong khoảng dung sai cho phép đạt trên 60%. Ví dụ, đối với sản phẩm T-Shirt, công suất hợp lý dao động trong khoảng 1000-1100 sản phẩm/ca làm việc, với hiệu suất cân bằng dây chuyền đạt 99%.
Hiệu quả thuật toán Luyện kim trong cân bằng dây chuyền: Thuật toán Luyện kim giúp tìm ra phương án phối hợp nguyên công công nghệ thành nguyên công sản xuất tối ưu, giảm thời gian cân bằng dây chuyền từ vài ngày xuống còn vài giờ. Kết quả kiểm thử cho thấy phần mềm BSL-HUST-1 đạt độ chính xác cao, với hiệu suất cân bằng dây chuyền cải thiện từ 70% lên đến 85% so với phương pháp thủ công.
Phần mềm BSL-HUST-1 hỗ trợ thiết kế dây chuyền may: Phần mềm cho phép nhập liệu chi tiết về quy trình công nghệ, thiết bị, và ràng buộc trình tự sản xuất, từ đó tự động tính toán công suất hợp lý và đề xuất sơ đồ bố trí dây chuyền. Giao diện thân thiện, dễ sử dụng, phù hợp với điều kiện sản xuất tại các doanh nghiệp Việt Nam.
So sánh với các phần mềm hiện có: BSL-HUST-1 có ưu điểm vượt trội trong việc xử lý đặc thù dây chuyền may sản phẩm dệt kim so với các phần mềm như ProBalance hay ALBS V1.0, nhờ tích hợp thuật toán tối ưu và dữ liệu thực tế đa dạng. Phần mềm cũng hỗ trợ đa dạng loại sản phẩm và cấu trúc công nghệ phức tạp.
Thảo luận kết quả
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc xác định công suất hợp lý là yếu tố then chốt để cân bằng dây chuyền may, giúp phân bổ đồng đều khối lượng công việc, tránh tình trạng quá tải hoặc non tải nguyên công. Thuật toán Luyện kim được chứng minh là phù hợp với bài toán cân bằng dây chuyền may sản phẩm dệt kim nhờ khả năng tìm kiếm giải pháp tối ưu toàn cục trong không gian nghiệm rộng.
So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã mở rộng phạm vi ứng dụng cho nhiều loại sản phẩm và cấu trúc công nghệ khác nhau, đồng thời phát triển phần mềm hỗ trợ thực tiễn, góp phần thúc đẩy chuyển đổi số trong ngành may. Việc sử dụng phần mềm giúp rút ngắn thời gian cân bằng dây chuyền từ 3-6 ngày xuống còn vài giờ, nâng cao hiệu suất lao động và giảm chi phí sản xuất.
Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phụ tải nguyên công sản xuất, biểu đồ nhịp riêng của các nguyên công, và bảng so sánh hiệu suất cân bằng dây chuyền trước và sau khi áp dụng phần mềm. Các biểu đồ này minh họa rõ ràng sự cải thiện về phân bổ công việc và hiệu quả sản xuất.
Đề xuất và khuyến nghị
Áp dụng phần mềm BSL-HUST-1 rộng rãi trong doanh nghiệp may: Khuyến nghị các doanh nghiệp may sản xuất sản phẩm từ vải dệt kim triển khai phần mềm để xác định công suất hợp lý, tối ưu hóa cân bằng dây chuyền, nâng cao năng suất lao động. Thời gian áp dụng dự kiến trong vòng 6 tháng, do phòng kỹ thuật hoặc bộ phận quản lý sản xuất chủ trì.
Đào tạo nhân lực về kỹ thuật cân bằng dây chuyền và sử dụng phần mềm: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu cho cán bộ kỹ thuật và công nhân nhằm nâng cao hiểu biết về cân bằng dây chuyền và kỹ năng vận hành phần mềm. Mục tiêu tăng tỷ lệ sử dụng phần mềm lên trên 80% trong 1 năm.
Tích hợp phần mềm với hệ thống quản lý sản xuất hiện có: Phát triển các module kết nối phần mềm BSL-HUST-1 với hệ thống ERP hoặc MES để đồng bộ dữ liệu, nâng cao hiệu quả quản lý và giám sát sản xuất. Thời gian thực hiện dự kiến 12 tháng, phối hợp giữa phòng CNTT và phòng sản xuất.
Nghiên cứu mở rộng ứng dụng cho các loại sản phẩm may khác: Tiếp tục phát triển thuật toán và phần mềm để áp dụng cho các sản phẩm may từ vải dệt thoi hoặc các mặt hàng phức tạp hơn, nhằm đa dạng hóa phạm vi ứng dụng và tăng giá trị nghiên cứu. Kế hoạch nghiên cứu trong 2 năm tiếp theo.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Các nhà quản lý sản xuất trong ngành dệt may: Giúp hiểu rõ về phương pháp xác định công suất hợp lý và cân bằng dây chuyền, từ đó đưa ra các quyết định tối ưu hóa sản xuất, giảm chi phí và nâng cao năng suất.
Kỹ sư công nghệ may và chuyên gia tối ưu hóa dây chuyền: Cung cấp kiến thức chuyên sâu về thiết kế dây chuyền may, thuật toán cân bằng dây chuyền và ứng dụng phần mềm hỗ trợ, giúp cải tiến quy trình sản xuất.
Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ May và Thời trang: Là tài liệu tham khảo quý giá về lý thuyết, phương pháp và ứng dụng thực tiễn trong cân bằng dây chuyền may sản phẩm dệt kim, đồng thời mở rộng hiểu biết về chuyển đổi số trong ngành may.
Doanh nghiệp may muốn chuyển đổi số và nâng cao năng lực cạnh tranh: Luận văn cung cấp giải pháp công nghệ số thiết thực, giúp doanh nghiệp áp dụng phần mềm cân bằng dây chuyền, nâng cao hiệu quả sản xuất và thích ứng với xu thế công nghiệp 4.0.
Câu hỏi thường gặp
Công suất hợp lý của dây chuyền may là gì?
Công suất hợp lý là mức công suất mà tại đó dây chuyền may đạt hiệu quả cân bằng tối ưu, với tỷ lệ nguyên công có nhịp riêng nằm trong dung sai cho phép đạt trên 60%. Ví dụ, công suất hợp lý giúp tránh quá tải hoặc non tải nguyên công, đảm bảo sản xuất liên tục và hiệu quả.Thuật toán Luyện kim được áp dụng như thế nào trong cân bằng dây chuyền?
Thuật toán Luyện kim mô phỏng quá trình làm nóng và làm lạnh kim loại để tìm kiếm giải pháp tối ưu toàn cục. Trong cân bằng dây chuyền, thuật toán này giúp phối hợp nguyên công công nghệ thành nguyên công sản xuất sao cho đạt hiệu suất cao nhất, đồng thời tránh rơi vào giải pháp cục bộ.Phần mềm BSL-HUST-1 có ưu điểm gì so với các phần mềm khác?
BSL-HUST-1 được thiết kế đặc thù cho dây chuyền may sản phẩm dệt kim, tích hợp thuật toán tối ưu hiện đại và dữ liệu thực tế đa dạng. Phần mềm hỗ trợ nhập liệu chi tiết, tự động tính toán công suất hợp lý và đề xuất sơ đồ bố trí dây chuyền, giúp rút ngắn thời gian cân bằng dây chuyền và nâng cao hiệu quả sản xuất.Làm thế nào để doanh nghiệp triển khai phần mềm hiệu quả?
Doanh nghiệp cần tổ chức đào tạo nhân lực, tích hợp phần mềm với hệ thống quản lý hiện có và áp dụng quy trình chuẩn trong cân bằng dây chuyền. Việc này giúp tăng tỷ lệ sử dụng phần mềm, nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.Nghiên cứu có thể áp dụng cho các sản phẩm may khác ngoài dệt kim không?
Hiện tại nghiên cứu tập trung vào sản phẩm từ vải dệt kim như T-Shirt và Polo-Shirt. Tuy nhiên, phương pháp và thuật toán có thể được điều chỉnh để áp dụng cho các sản phẩm may khác, mở rộng phạm vi ứng dụng trong tương lai.
Kết luận
- Luận văn đã xác định được công suất hợp lý đảm bảo hiệu quả cân bằng dây chuyền may sản phẩm dệt kim, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản xuất.
- Thuật toán Luyện kim được áp dụng thành công trong việc tối ưu phối hợp nguyên công công nghệ thành nguyên công sản xuất, giúp rút ngắn thời gian cân bằng dây chuyền.
- Phần mềm BSL-HUST-1 được thiết kế và kiểm thử với dữ liệu thực tế từ các doanh nghiệp may lớn, đạt độ chính xác và hiệu quả cao.
- Nghiên cứu thúc đẩy chuyển đổi số trong ngành may công nghiệp Việt Nam, góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp.
- Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng ứng dụng phần mềm cho các loại sản phẩm khác, đào tạo nhân lực và tích hợp phần mềm với hệ thống quản lý sản xuất hiện đại.
Quý độc giả và doanh nghiệp quan tâm có thể tiếp cận và ứng dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả sản xuất, đồng thời tham gia vào quá trình chuyển đổi số ngành dệt may Việt Nam.