Tổng quan nghiên cứu

Dây chuyền sản xuất thuốc nổ nhũ tương tại Công ty TNHH MTV Cơ khí Hóa chất 13 có năng lực sản xuất đạt khoảng 18.000 tấn/năm, với công suất từ 1,5 đến 3 tấn/giờ. Đây là một nhà máy lớn thuộc Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng, phục vụ sản xuất đạn dược và thuốc nổ công nghiệp trong ngành quân giới cũng như thị trường trong và ngoài nước. Tuy nhiên, công tác bảo trì thiết bị hiện tại chủ yếu dựa trên phương pháp bảo trì sửa chữa khắc phục, chiếm gần 78% tổng chi phí bảo trì năm 2022, trong khi bảo trì phòng ngừa chỉ chiếm khoảng 22%. Phương pháp bảo trì này mang tính thụ động, gây ra nhiều sự cố dừng máy đột ngột, ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng và quản lý hệ thống bảo trì thiết bị dây chuyền sản xuất thuốc nổ nhũ tương theo phương pháp bảo trì năng suất toàn diện (TPM) nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động máy móc, giảm thiểu tổn thất và tăng năng suất sản xuất. Nghiên cứu tập trung vào nhà máy Z113 trong giai đoạn từ năm 2022 đến 2023, với phạm vi khảo sát bao gồm hiện trạng bảo trì, nhận thức nhân viên, quản lý dữ liệu bảo trì và áp dụng TPM.

Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc cải thiện chỉ số hiệu suất thiết bị toàn bộ (OEE) hiện tại đạt 68%, thấp hơn mức chuẩn quốc tế 85%, đồng thời giảm thiểu các tổn thất về thời gian dừng máy, chất lượng sản phẩm và chi phí bảo trì. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao năng lực quản lý bảo trì, tăng tuổi thọ thiết bị và đảm bảo an toàn lao động trong môi trường sản xuất thuốc nổ nhũ tương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: Bảo trì năng suất toàn diện (Total Productive Maintenance - TPM) và chỉ số hiệu suất thiết bị toàn bộ (Overall Equipment Effectiveness - OEE).

  • TPM là phương pháp bảo trì toàn diện, tập trung vào sự tham gia của tất cả nhân viên trong tổ chức nhằm tối đa hóa hiệu suất thiết bị. TPM bao gồm 8 nội dung chính: bảo trì tự quản, cải tiến có trọng điểm, bảo trì có kế hoạch, quản lý chất lượng, quản lý từ đầu, huấn luyện và đào tạo, TPM trong hành chính quản trị, và an toàn sức khỏe môi trường. TPM phá bỏ ranh giới giữa bộ phận bảo trì và sản xuất, nâng cao hiệu quả vận hành và giảm thiểu tổn thất.

  • OEE là chỉ số đo lường hiệu quả hoạt động của thiết bị, bao gồm ba thành phần: khả năng sẵn sàng (Availability), hiệu suất thực hiện (Performance Efficiency) và chất lượng sản phẩm (Quality). OEE được tính bằng tích của ba chỉ số này và phản ánh mức độ tận dụng máy móc trong sản xuất. Mức OEE chuẩn quốc tế là 85%, trong khi các nhà máy tại Việt Nam thường đạt khoảng 60%.

Các khái niệm chính bao gồm: bảo trì sửa chữa (Breakdown Maintenance), bảo trì phòng ngừa (Preventive Maintenance), 15 loại tổn thất đặc trưng trong sản xuất, và nguyên tắc 5S trong quản lý môi trường làm việc.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp khảo sát kết hợp phân tích dữ liệu thực tế từ nhà máy Z113 trong giai đoạn từ tháng 8/2022 đến tháng 3/2023. Cỡ mẫu khảo sát gồm 208 nhân viên, bao gồm 200 nhân viên vận hành, 6 nhân viên bảo trì và 2 giám sát sản xuất. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu toàn bộ các nhân viên liên quan trực tiếp đến hoạt động bảo trì và vận hành dây chuyền.

Dữ liệu thu thập bao gồm số liệu sản xuất, thời gian dừng máy, tỷ lệ phế phẩm, chi phí bảo trì, và kết quả khảo sát nhận thức nhân viên về bảo trì. Phân tích dữ liệu sử dụng các công cụ thống kê mô tả, phân tích chỉ số OEE và so sánh với tiêu chuẩn quốc tế. Quá trình nghiên cứu được thực hiện trong vòng 12 tháng, từ tháng 4/2022 đến tháng 4/2023, bao gồm các giai đoạn khảo sát hiện trạng, xây dựng hệ thống bảo trì TPM, triển khai và đánh giá hiệu quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng bảo trì chủ yếu là bảo trì sửa chữa: Năm 2022, bảo trì sửa chữa chiếm gần 78% tổng chi phí bảo trì, trong khi bảo trì phòng ngừa chỉ chiếm 22%. Phương pháp bảo trì sửa chữa gây ra nhiều sự cố dừng máy đột ngột, làm giảm tuổi thọ thiết bị và tăng chi phí vận hành.

  2. Chỉ số OEE trung bình đạt 68%: Trong 8 tháng từ tháng 8/2022 đến tháng 3/2023, chỉ số khả năng sẵn sàng đạt 92%, hiệu suất thực hiện 77%, và chất lượng sản phẩm 97%. So với mức chuẩn quốc tế 85%, nhà máy còn nhiều dư địa cải thiện, đặc biệt ở chỉ số hiệu suất và chất lượng.

  3. Nhận thức nhân viên về bảo trì còn hạn chế: Khảo sát cho thấy chỉ 65% nhân viên đồng ý rằng máy móc đang hoạt động trong điều kiện tốt, trong đó nhân viên vận hành có tỷ lệ đồng ý thấp nhất (58%). Nhiều nhân viên cho rằng bảo trì là trách nhiệm của bộ phận bảo trì, thiếu sự hợp tác giữa nhân viên vận hành và bảo trì.

  4. Nguyên nhân chính gây hư hỏng là phụ tùng: Hơn 63% nguyên nhân dừng máy do hư hỏng thiết bị và phụ tùng, trong khi thiếu hụt nguyên liệu chiếm 30%. Việc phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng chưa được thực hiện hiệu quả, dẫn đến sửa chữa khẩn cấp và tăng thời gian dừng máy.

Thảo luận kết quả

Việc áp dụng phương pháp bảo trì sửa chữa truyền thống đã làm cho nhà máy phải chịu nhiều tổn thất về năng suất, chất lượng và chi phí. Chỉ số OEE 68% thấp hơn mức chuẩn 85% cho thấy hiệu quả sử dụng thiết bị chưa tối ưu. Các biểu đồ phân tích tổn thất cho thấy phần lớn thời gian dừng máy do hư hỏng thiết bị và phụ tùng, điều này phù hợp với các nghiên cứu trong ngành sản xuất thâm dụng vốn.

Nhận thức hạn chế của nhân viên về vai trò trong bảo trì phòng ngừa và TPM là nguyên nhân làm giảm hiệu quả phối hợp giữa các bộ phận. So sánh với các nhà máy áp dụng TPM thành công, sự tham gia tích cực của nhân viên vận hành trong bảo trì tự quản giúp giảm thiểu tổn thất và nâng cao hiệu suất thiết bị.

Việc xây dựng hệ thống quản lý dữ liệu bảo trì theo tiêu chuẩn ISO giúp lưu trữ thông tin kỹ thuật, lịch sử sửa chữa và phụ tùng thay thế, tạo điều kiện cho lập kế hoạch bảo trì có kế hoạch và bảo trì tiên đoán. Kết quả nghiên cứu cho thấy cần thiết phải chuyển đổi từ bảo trì sửa chữa sang bảo trì năng suất toàn diện TPM để nâng cao hiệu quả hoạt động dây chuyền sản xuất thuốc nổ nhũ tương.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai bảo trì tự quản (Autonomous Maintenance): Đào tạo nhân viên vận hành thực hiện các tác vụ bảo trì cơ bản, kiểm tra định kỳ và phát hiện sớm dấu hiệu hư hỏng. Mục tiêu nâng tỷ lệ phát hiện sớm phụ tùng hư hỏng lên trên 80% trong vòng 12 tháng. Chủ thể thực hiện là phòng kỹ thuật phối hợp với bộ phận đào tạo.

  2. Xây dựng hệ thống bảo trì có kế hoạch (Planned Maintenance): Lập kế hoạch bảo trì định kỳ dựa trên dữ liệu vận hành và khuyến cáo nhà sản xuất, giảm thời gian dừng máy không kế hoạch xuống dưới 10% tổng thời gian hoạt động. Thời gian thực hiện trong 18 tháng, do phòng bảo trì chủ trì.

  3. Áp dụng cải tiến có trọng điểm (Focused Improvement): Thành lập các nhóm cải tiến để loại bỏ các tổn thất đặc trưng, tập trung vào giảm hư hỏng phụ tùng và tăng hiệu suất thiết bị. Mục tiêu giảm tổn thất dừng máy ít nhất 20% trong 6 tháng đầu triển khai.

  4. Xây dựng hệ thống quản lý dữ liệu bảo trì theo tiêu chuẩn ISO: Hoàn thiện cơ sở dữ liệu về thiết bị, lịch sử bảo trì và phụ tùng thay thế, đảm bảo truy cập nhanh chóng và chính xác. Thời gian hoàn thành dự kiến 12 tháng, do phòng quản lý chất lượng phối hợp với IT thực hiện.

  5. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức nhân viên: Tổ chức các khóa đào tạo về TPM, 5S và quản lý chất lượng cho toàn bộ nhân viên, đặc biệt là nhân viên vận hành và bảo trì. Mục tiêu đạt trên 90% nhân viên hiểu và áp dụng đúng quy trình bảo trì trong 1 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý sản xuất và bảo trì: Giúp hiểu rõ về phương pháp TPM và cách áp dụng chỉ số OEE để nâng cao hiệu quả thiết bị, từ đó xây dựng chiến lược bảo trì phù hợp.

  2. Nhân viên vận hành và bảo trì: Nâng cao nhận thức về vai trò trong bảo trì tự quản và phối hợp hiệu quả, cải thiện kỹ năng phát hiện và xử lý sự cố thiết bị.

  3. Chuyên gia tư vấn và đào tạo kỹ thuật: Cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn để thiết kế chương trình đào tạo, tư vấn triển khai TPM trong các nhà máy sản xuất thâm dụng vốn.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí: Là tài liệu tham khảo về ứng dụng TPM trong quản lý bảo trì thiết bị dây chuyền sản xuất đặc thù, đồng thời cung cấp số liệu thực tế và phương pháp phân tích hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

  1. TPM là gì và tại sao cần áp dụng trong sản xuất?
    TPM (Bảo trì năng suất toàn diện) là phương pháp bảo trì toàn diện, tập trung vào sự tham gia của tất cả nhân viên nhằm tối đa hóa hiệu suất thiết bị. Áp dụng TPM giúp giảm thời gian dừng máy, tăng tuổi thọ thiết bị và nâng cao năng suất sản xuất.

  2. Chỉ số OEE phản ánh điều gì trong quản lý thiết bị?
    OEE đo lường hiệu quả hoạt động của thiết bị qua ba yếu tố: khả năng sẵn sàng, hiệu suất thực hiện và chất lượng sản phẩm. Chỉ số này giúp nhà quản lý nhận diện các tổn thất và cải thiện hiệu quả sản xuất.

  3. Những tổn thất chính nào ảnh hưởng đến hiệu suất thiết bị?
    Có 6 tổn thất lớn gồm: hỏng hóc thiết bị, thiết lập và điều chỉnh, dừng vặt, vận hành tốc độ thấp, sai lỗi khi khởi động và sai lỗi trong sản xuất. Loại bỏ các tổn thất này giúp nâng cao OEE.

  4. Làm thế nào để nâng cao nhận thức nhân viên về bảo trì?
    Thông qua đào tạo bài bản về TPM, 5S và các quy trình bảo trì, đồng thời xây dựng văn hóa làm việc hợp tác giữa nhân viên vận hành và bảo trì, giúp họ hiểu rõ vai trò và trách nhiệm trong bảo trì phòng ngừa.

  5. Quản lý dữ liệu bảo trì có vai trò gì trong hiệu quả bảo trì?
    Quản lý dữ liệu bảo trì giúp lưu trữ thông tin kỹ thuật, lịch sử sửa chữa và phụ tùng thay thế, tạo điều kiện lập kế hoạch bảo trì chính xác, giảm thời gian dừng máy và chi phí vận hành.

Kết luận

  • Công tác bảo trì hiện tại tại nhà máy chủ yếu dựa trên phương pháp bảo trì sửa chữa, gây nhiều tổn thất về năng suất và chi phí.
  • Chỉ số OEE trung bình đạt 68%, thấp hơn mức chuẩn quốc tế 85%, cho thấy tiềm năng cải thiện lớn trong quản lý thiết bị.
  • Nhận thức của nhân viên về vai trò trong bảo trì phòng ngừa và TPM còn hạn chế, ảnh hưởng đến hiệu quả phối hợp và bảo trì.
  • Áp dụng phương pháp bảo trì năng suất toàn diện TPM và xây dựng hệ thống quản lý dữ liệu bảo trì theo tiêu chuẩn ISO là giải pháp thiết yếu để nâng cao hiệu quả hoạt động dây chuyền.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai đào tạo, xây dựng kế hoạch bảo trì có kế hoạch, cải tiến có trọng điểm và đánh giá hiệu quả qua chỉ số OEE trong vòng 12-18 tháng.

Khuyến nghị các nhà quản lý và chuyên gia kỹ thuật nhanh chóng áp dụng các giải pháp bảo trì toàn diện để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời đảm bảo an toàn lao động và phát triển bền vững cho nhà máy.