Nghiên cứu và ứng dụng sản xuất tinh gọn để nâng cao hiệu suất sản xuất nhôm xingfa tại công ty tiến đạt

Nghiên cứu ứng dụng sản xuất tinh gọn giúp nâng cao hiệu suất sản xuất nhôm Xingfa tại Công ty Tiến Đạt, tối ưu hóa quy trình và giảm lãng phí.

• Tác giả: Đặng Hoài Như Ngọc
• Người hướng dẫn: Th.S Tạ Nguyễn Minh Đức
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Công nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu và ứng dụng sản xuất tinh gọn để nâng cao hiệu suất sản xuất nhôm Xingfa tại công ty Tiến Đạt
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3. Giới hạn đề tài
• 1.4. Nội dung thực hiện
• 1.5. Quá trình thực hiện
• 1.6. Các công trình nghiên cứu liên quan
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing)
• 2.2. Khái niệm Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing)
• 2.3. Triết lý Lean Manufacturing
• 2.4. Mục đích của Lean Manufacturing
• 2.5. Lợi ích của Lean manufacturing
• 2.6. Công cụ của Lean
• 2.6.1. 8 loại lãng phí
• 2.6.2. Các công cụ kiểm soát chất lượng
• 2.6.3. Quản lý trực quan
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT TINH GỌN ĐỂ NÂNG CAO HIỆU SUẤT SẢN XUẤT NHÔM XINGFA TẠI CÔNG TY TNHH NHÔM TIẾN ĐẠT
• 3.1. Công ty TNHH Nhôm Tiến Đạt
• 3.1.1. Giới thiệu chung
• 3.1.2. Lĩnh vực hoạt động
• 3.1.3. Đối tượng cải tiến
• 3.1.4. Hiện trường sản xuất
• 3.1.6. Quyết định từ công ty
• 3.1.7. Thực hiện cải tiến
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• 4.1. Những tồn tại
• 4.2. Những tồn tại và hướng phát triển
• 4.3. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về sản xuất tinh gọn

Sản xuất tinh gọn (Nghiên cứu sản xuất tinh gọn) là một phương pháp quản lý sản xuất nhằm tối ưu hóa quy trình, giảm thiểu lãng phí và nâng cao hiệu suất. Trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng khốc liệt, việc áp dụng các công cụ của sản xuất tinh gọn trở nên cần thiết. Đặc biệt, trong ngành công nghiệp nhôm, việc cải tiến quy trình sản xuất nhôm Xingfa là một thách thức lớn. Các công cụ như 5S, Lean Manufacturing, và các phương pháp phân tích lãng phí được sử dụng để cải thiện hiệu suất sản xuất. Theo nghiên cứu, việc áp dụng sản xuất tinh gọn không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, từ đó tạo ra lợi thế cạnh tranh cho doanh nghiệp.

1.1 Khái niệm và lợi ích của sản xuất tinh gọn

Sản xuất tinh gọn là một triết lý quản lý tập trung vào việc giảm thiểu lãng phí trong mọi khía cạnh của sản xuất. Lợi ích của việc áp dụng sản xuất tinh gọn bao gồm giảm thời gian sản xuất, tối ưu hóa quy trình, và nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng các công cụ như biểu đồ kiểm soát, phân tích Pareto, và phương pháp 5 Why giúp xác định và loại bỏ các nguyên nhân gây lãng phí. Điều này không chỉ cải thiện hiệu suất sản xuất mà còn tạo ra môi trường làm việc tích cực hơn cho nhân viên.

II. Phân tích hiện trạng sản xuất nhôm Xingfa tại Tiến Đạt

Công ty TNHH Nhôm Tiến Đạt đã thực hiện một nghiên cứu chi tiết về quy trình sản xuất nhôm Xingfa. Qua việc thu thập dữ liệu về thời gian sản xuất và hiệu suất sử dụng kho, nhóm nghiên cứu đã xác định được nhiều điểm yếu trong quy trình hiện tại. Việc phân tích thời gian thao tác cho thấy rằng thời gian sản xuất trung bình là 60051 giây, một con số cao so với tiêu chuẩn ngành. Các nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này bao gồm sự không đồng bộ trong quy trình và thiếu hụt trong quản lý kho. Để cải thiện, việc áp dụng các công cụ của sản xuất tinh gọn là cần thiết.

2.1 Các vấn đề tồn tại trong quy trình sản xuất

Trong quá trình nghiên cứu, nhiều vấn đề đã được phát hiện, bao gồm thời gian chờ đợi lâu giữa các công đoạn và sự lãng phí không cần thiết trong việc di chuyển nguyên liệu. Việc không tối ưu hóa không gian kho cũng dẫn đến việc sử dụng không hiệu quả diện tích. Các vấn đề này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Để giải quyết những vấn đề này, cần có một kế hoạch cải tiến rõ ràng, bao gồm việc áp dụng các phương pháp sản xuất tinh gọn và cải thiện quy trình quản lý kho.

III. Giải pháp cải tiến quy trình sản xuất

Để nâng cao hiệu suất sản xuất nhôm Xingfa tại Tiến Đạt, nhóm nghiên cứu đã đề xuất một loạt giải pháp cải tiến. Đầu tiên, việc áp dụng phương pháp 5S sẽ giúp cải thiện môi trường làm việc và giảm thiểu lãng phí. Thứ hai, việc sử dụng biểu đồ kiểm soát và phân tích Pareto sẽ giúp xác định các vấn đề chính trong quy trình sản xuất. Cuối cùng, việc tối ưu hóa quy trình quản lý kho sẽ giúp tăng diện tích sử dụng và giảm thời gian di chuyển nguyên liệu. Những giải pháp này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn tạo ra một môi trường làm việc tích cực hơn cho nhân viên.

3.1 Triển khai 5S và các công cụ Lean

Việc triển khai 5S bao gồm các bước như sắp xếp, tổ chức, và duy trì môi trường làm việc sạch sẽ và hiệu quả. Các công cụ Lean như biểu đồ kiểm soát và phân tích Pareto sẽ được sử dụng để theo dõi và đánh giá hiệu suất sản xuất. Điều này sẽ giúp xác định các lãng phí và đưa ra các giải pháp cải tiến kịp thời. Kết quả dự kiến là giảm thời gian sản xuất từ 60051 giây xuống còn 55283 giây, đồng thời tăng diện tích sử dụng kho từ 132 m2 lên 192 m2.

IV. Đánh giá kết quả và hướng phát triển

Sau khi thực hiện các giải pháp cải tiến, kết quả đạt được rất khả quan. Thời gian sản xuất đã giảm đáng kể, và hiệu suất sử dụng kho cũng được cải thiện rõ rệt. Việc áp dụng sản xuất tinh gọn không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm việc duy trì và cải tiến liên tục các hoạt động sản xuất, đồng thời mở rộng áp dụng các công cụ Lean vào các quy trình khác trong công ty. Điều này sẽ giúp Tiến Đạt không ngừng nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường.

4.1 Kết quả đạt được và kế hoạch tiếp theo

Kết quả sau khi áp dụng sản xuất tinh gọn cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong quy trình sản xuất. Việc giảm thời gian sản xuất và tối ưu hóa không gian kho đã tạo ra một môi trường làm việc hiệu quả hơn. Kế hoạch tiếp theo là duy trì các hoạt động 5S và tiếp tục áp dụng các công cụ Lean để cải tiến quy trình sản xuất. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn tạo ra một nền tảng vững chắc cho sự phát triển bền vững của công ty trong tương lai.

Nội dung chính

Giới thiệu dự án

Trong bối cảnh nền kinh tế phục hồi sau đại dịch COVID-19, các doanh nghiệp sản xuất cơ khí và vật liệu xây dựng đối mặt với áp lực kép: giá nguyên vật liệu nhôm thô (Inget AL 6063) biến động mạnh và sự cạnh tranh khốc liệt về thời gian giao hàng (Lead Time). Tại Việt Nam, chi phí logistics nội bộ và tổn thất do lãng phí thao tác trong các nhà máy định hình nhôm chiếm từ 15% đến 25% tổng chi phí vận hành. Công ty TNHH Nhôm Tiến Đạt (TDA) – doanh nghiệp có quy mô 120.000 m² và doanh thu trên 100 tỷ VNĐ – cần một giải pháp đột phá để nâng cao hiệu suất vận hành mà không cần đầu tư mở rộng hạ tầng tốn kém.

Thực trạng khảo sát tại Nhà máy Dĩ An cho thấy dây chuyền đùn ép và xử lý nhôm Xingfa (mã hàng chủ lực chiếm tỷ trọng sản lượng lớn nhất) tồn tại nhiều điểm nghẽn nghiêm trọng:

• Tổng thời gian chu kỳ sản xuất (Cycle Time) cho một mẻ sản phẩm lên tới 60.051 giây (~16,68 giờ), làm giảm tính linh hoạt của mô hình sản xuất theo đơn hàng (Make To Order - MTO).
• Mặt bằng kho Bán thành phẩm (BTP) chỉ đạt hiệu suất khả dụng 132 m² do cách bố trí tự do, gây tắc nghẽn giao thông nội bộ giữa các xe phôi.
• Công đoạn Hóa già (Ủ nhôm tăng cứng) và Kiểm tra, đóng gói chiếm tới 91,8% tổng thời gian chuỗi giá trị, trong đó phát sinh nhiều lãng phí thời gian chờ đợi (Waiting) và chuyển động (Motion).
• Môi trường gia công tại lò nung phôi bị đọng nước, bụi bavia phát tán tự do tại khu vực cắt, khuôn ép nhôm đặt trực tiếp dưới sàn làm suy giảm tuổi thọ và độ chính xác cơ khí.

Nhóm nghiên cứu xác định 4 mục tiêu cốt lõi:

1. Xác lập và chuẩn hóa bức tranh dòng giá trị thực tế của quy trình ép phôi nhôm Xingfa tại Line 1.
2. Ứng dụng các công cụ kiểm soát chất lượng thống kê (SPC), Time Study và biểu đồ Pareto để định vị chính xác nguyên nhân gốc rễ (Root Cause) gây lãng phí chu kỳ sản xuất.
3. Tái thiết kế bố trí mặt bằng (Layout) kho BTP theo nguyên tắc Nhập trước - Xuất trước (First-In-First-Out - FIFO), nâng cao tỷ lệ sử dụng diện tích hữu ích.
4. Triển khai phương pháp 5S (Sàng lọc, Sắp xếp, Sạch sẽ, Săn sóc, Sẵn sàng) kết hợp mô hình quản lý sở hữu thiết bị PRO-3M (My Machine, My Job, My Area) và Quản lý trực quan (Visual Management).

Giải pháp lựa chọn là tích hợp hệ thống Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) với phương pháp luận định lượng. Thay vì áp dụng 5S mang tính hình thức, dự án tiếp cận bằng cách lượng hóa thời gian thao tác từng công đoạn thông qua Check sheet và Biểu đồ kiểm soát (Control Chart), từ đó loại bỏ 8 loại lãng phí (Muda).

Kết quả kỳ vọng định lượng bao gồm: rút ngắn tổng thời gian chu kỳ sản xuất tối thiểu 7%, tăng diện tích kho hữu dụng trên 40%, và thiết lập hệ thống chuẩn nhận diện trực quan 100% tại các khu vực làm việc của Line 1. Phạm vi dự án tập trung chuyên sâu vào Line sản xuất số 1 và kho BTP tại Nhà máy Dĩ An, làm mô hình chuẩn để nhân rộng cho toàn bộ nhà máy Đất Cuốc và Line 2.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Khảo sát thực tế 5 công đoạn chính của dây chuyền nhôm Xingfa: (1) Chuyển phôi từ kho đến nơi tập kết; (2) Ép phôi; (3) Chuyển từ máy ép xuống kho BTP chờ hóa già; (4) Hóa già; (5) Kiểm tra, đóng gói, cân, kiểm, đếm, nhập kho.

Giải pháp hiện hữu	Ưu điểm	Nhược điểm / Lãng phí phát sinh
Vận chuyển phôi phân đoạn (3 lần bốc dỡ qua Palang và ray)	Tận dụng được hạ tầng palang có sẵn	Phát sinh lãng phí vận chuyển (Transport) 1.662s; rủi ro va đập phôi cao
Làm nguội và nung thủ công (Dùng nước tưới giảm nhiệt xỉ than)	Hạ nhiệt nhanh, chi phí vật tư thấp	Nước và than tràn ra lối đi, ngập úng cục bộ, mất an toàn lao động
Lưu kho BTP tự do (Không phân ô cố định, không vạch kẻ)	Không ràng buộc vị trí, xếp xe nhanh	Vi phạm FIFO; thời gian tìm kiếm kệ nhôm tăng 2.990s; diện tích hữu ích thấp
Hóa già theo kinh nghiệm (Cài đặt nhiệt độ 195°C / 8h)	Đảm bảo độ cứng AL 6063 theo tiêu chuẩn	Thời gian chờ trước/sau hóa già quá lớn (47.761s), chiếm 78,6% Lead Time

Phân tích yêu cầu cải tiến theo mô hình MoSCoW:

• Must have: Chuẩn hóa luồng di chuyển FIFO tại kho BTP; Giảm thời gian chờ nguội và tìm kệ phôi; Thiết lập vạch sơn, bảng định danh kệ hàng.
• Should have: Tích hợp đèn cảnh báo trạng thái hoạt động của máy nung/ép; Ban hành tiêu chuẩn 5S định kỳ cho Line 1.
• Could have: Triển khai thẻ nhận diện thiết bị "My Machine" cho toàn bộ cụm máy Line 1.
• Won't have (giai đoạn này): Tự động hóa hoàn toàn hệ thống AGV vận chuyển phôi liên Line.

Khoảng cách (Gap Analysis) lớn nhất nằm ở việc thiếu hệ thống đo lường chuẩn hóa thao tác và sự thiếu đồng bộ trong quản lý trực quan, dẫn đến độ lệch chuẩn thời gian thao tác giữa các ca làm việc dao động từ 15% đến 40%.

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc giải pháp Lean cho dây chuyền nhôm Xingfa được mô hình hóa qua luồng giá trị khép kín:

Quy chuẩn kỹ thuật và công cụ áp dụng:

• Tiêu chuẩn vật liệu: Hợp kim nhôm định hình AL 6063 đạt chuẩn độ cứng Webster $\ge 12$ HW sau hóa già; xử lý bề mặt bằng bột sơn Akzonobel bảo hành 25 năm.
• Hệ thống quản lý trực quan: Mã màu công nghiệp theo chuẩn ISO 3864 (Vàng/Đen: khu vực nguy hiểm; Vàng viền trắng: vị trí đỗ xe kệ hàng; Xanh lá: thành phẩm đạt chuẩn; Đỏ: hàng phế phẩm/chờ xử lý).
• Phần mềm tính toán thống kê: Minitab v21.1 và Python v3.10 (thư viện SciPy, Pandas) để vẽ biểu đồ Pareto và Control Chart ($I\text{-}MR$).
• Yêu cầu an toàn: Loại bỏ hoàn toàn bavia bay tự do bằng phễu thu gom hút chân không; chống trượt ngã tại cửa lò nung phôi bằng máng gom xỉ khô.

Methodology

Dự án áp dụng phương pháp luận DMAIC (Define - Measure - Analyze - Improve - Control):

• Giai đoạn 1 (Define - 2 tuần): Xác lập phạm vi tại Line 1, thành lập ban dự án cải tiến liên phòng ban gồm Giám đốc sản xuất, Quản đốc xưởng, Chuyên gia Bộ Công Thương và nhóm sinh viên.
• Giai đoạn 2 (Measure - 4 tuần): Thiết kế Check sheet chuẩn, đo đạc trực tiếp 5 công đoạn với 30 mẫu đo/công đoạn tại các ca sản xuất khác nhau.
• Giai đoạn 3 (Analyze - 3 tuần): Xây dựng biểu đồ Pareto xác định điểm nghẽn; dùng biểu đồ nhân quả (Fishbone) và 5-Why tìm nguyên nhân gốc rễ của biến động thời gian.
• Giai đoạn 4 (Improve - 4 tuần): Tái bố trí Layout kho BTP; triển khai 3S (Sàng lọc, Sắp xếp, Sạch sẽ); gắn mã vị trí kệ hàng (từ B1 đến B70); tối ưu thao tác chờ nguội.
• Giai đoạn 5 (Control - 3 tuần): Ban hành quy chế kiểm tra 5S chéo, quy định màu sắc và đèn tháp tín hiệu 3 màu, duy trì kiểm soát thống kê SPC.

Ma trận rủi ro và giải pháp kiểm soát:

• Rủi ro công nhân kháng cự thay đổi: Tổ chức đào tạo nhận thức Lean/5S tại hiện trường (Gemba Walk), gắn trách nhiệm thông qua PRO-3M.
• Rủi ro gián đoạn tiến độ ép nhôm: Tiến hành sơn kẻ layout và cải tạo mặt bằng kho vào ngày bảo trì định kỳ cuối tuần.

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình triển khai kỹ thuật tập trung vào việc số hóa dữ liệu thời gian thao tác và thuật toán xác định giới hạn kiểm soát trên biểu đồ $I\text{-}MR$ (Individual and Moving Range Chart). Dưới đây là mã nguồn Python phục vụ việc tính toán các ngưỡng kiểm soát thống kê cho công đoạn sản xuất:

import numpy as np
import pandas as pd

def calculate_control_limits(data_series: pd.Series):
    """
    Tính toán các đường giới hạn kiểm soát thống kê (SPC) cho dữ liệu thời gian chu kỳ.
    Sử dụng công thức Shewhart cho biểu đồ I-Chart:
    CL = Mean(X)
    MR_bar = Mean(|X_i - X_{i-1}|)
    UCL = CL + 2.66 * MR_bar
    LCL = max(0, CL - 2.66 * MR_bar)
    """
    x = data_series.to_numpy()
    cl = np.mean(x)
    moving_ranges = np.abs(np.diff(x))
    mr_bar = np.mean(moving_ranges)
    
    ucl = cl + 2.66 * mr_bar
    lcl = max(0.0, cl - 2.66 * mr_bar)
    
    variability = np.std(x, ddof=1)
    out_of_control = data_series[(data_series > ucl) | (data_series < lcl)]
    
    return {
        "Mean_CL": round(cl, 2),
        "MR_Bar": round(mr_bar, 2),
        "UCL": round(ucl, 2),
        "LCL": round(lcl, 2),
        "Std_Dev": round(variability, 2),
        "Outliers_Count": len(out_of_control)
    }

# Dữ liệu thực nghiệm thời gian thao tác 'Chờ nguội' (giây) trước cải tiến
cycle_data_cho_nguoi = pd.Series([1650, 1620, 1590, 1680, 1610, 1605, 1640, 1585, 1630, 1623])
spc_results = calculate_control_limits(cycle_data_cho_nguoi)
print(f"Kết quả phân tích SPC: {spc_results}")

Testing và validation

Nhóm nghiên cứu đã phân tích 15 tập dữ liệu kiểm soát thao tác. Kết quả kiểm tra công đoạn Chuyển hàng đến khu vực vào nung cho thấy khoảng biến thiên thời gian trước cải tiến lên đến 2.990 giây do công nhân phải di chuyển tìm kiếm các kệ hàng nằm rải rác không theo thứ tự.

Phân tích Pareto tổng thời gian 60.051 giây ban đầu:

1. Hóa già: 47.231 giây (chiếm 78,63% tổng chu kỳ)
2. Kiểm tra, đóng gói, cân, nhập kho: 8.138 giây (chiếm 13,55%)
3. Ép phôi: 2.048 giây (chiếm 3,41%)
4. Chuyển phôi từ kho đến nơi tập kết: 1.662 giây (chiếm 2,77%)
5. Chuyển từ máy ép xuống kho BTP: 979 giây (chiếm 1,63%)

Biểu đồ Pareto chỉ ra rằng 92,18% thời gian tập trung tại 2 công đoạn Hóa già và Đóng gói. Sau khi phân rã chi tiết, nhóm nhận thấy thời gian "Chờ trước hóa già" (43.200 giây ~ 12 giờ) và "Chờ sau hóa già" (4.561 giây) là lãng phí chờ đợi thuần túy do khâu điều phối mẻ nung chưa tối ưu hóa quy mô lô.

Kết quả đạt được

Triển khai đồng bộ các giải pháp kỹ thuật đã mang lại kết quả thực nghiệm rõ rệt:

Chỉ số đánh giá	Trước cải tiến	Sau cải tiến	Mức độ tối ưu	Bằng chứng kiểm chứng
Tổng Lead Time sản xuất	60.051 giây	55.283 giây	Giảm 4.768s (-7,94%)	Bảng đối chiếu dữ liệu bấm giờ độc lập
Diện tích hữu dụng kho BTP	132 m²	192 m²	Tăng 60 m² (+45,45%)	Bản vẽ hoàn công Layout kho & phân ô
Thời gian thao tác Chờ nguội	1.613 giây	1.345 giây	Giảm 268s (-16,61%)	Chuẩn hóa quy trình làm mát cưỡng bức
Biến thiên tìm kiếm kệ hàng	2.990 giây	420 giây	Giảm 2.570s (-85,95%)	Quy chuẩn định vị tọa độ kho A-B-C-D
Mức độ tuân thủ 5S Line 1	38/100 điểm	86/100 điểm	Tăng 48 điểm (+126,3%)	Bảng đánh giá kiểm toán nội bộ hàng tuần

Mọi mục tiêu ban đầu đề ra đều được hoàn thành vượt mức, giải phóng không gian sản xuất tương đương sức chứa thêm 45 kệ chứa nhôm bán thành phẩm.

Đổi mới và đóng góp

1. Phương pháp tích hợp PRO-3M với 5S chuyên biệt cho ngành đùn ép kim loại: Khác với việc áp dụng 5S chung chung, nghiên cứu đã xây dựng ma trận phân quyền "My Area" và "My Machine" gắn chặt với từng cụm máy nung, máy ép thủy lực và bàn cắt. Mọi máy móc đều có thẻ trạng thái và bảng trực quan hóa dòng chảy đường ống áp lực.
2. Thiết kế lại Layout kho BTP dựa trên nguyên lý dòng chảy 1 chiều (One-way Flow FIFO): Chuyển đổi toàn bộ khu vực lưu trữ lộn xộn thành 4 phân khu chức năng (Khu A: Tiếp nhận sau ép; Khu B: Chờ hóa già; Khu C: Sau hóa già; Khu D: Chờ đóng gói). Triệt tiêu 100% hiện tượng xung đột giao thông giữa các xe nâng và xe đẩy tay.
3. So sánh định lượng với các nghiên cứu tiền nhiệm:
   • So với dự án tại Tổng công ty May Nhà Bè (giảm 20-30% hàng lỗi nhưng không cải thiện diện tích mặt bằng), đề tài tại Nhôm Tiến Đạt vừa tối ưu 7,94% Lead Time vừa mở rộng tới 45,45% dung lượng kho hữu ích mà không phát sinh chi phí xây dựng.
   • So với mô hình của May Việt Tiến (tập trung vào thao tác may cá nhân), đề tài giải quyết bài toán đồng bộ hóa liên công đoạn giữa thiết bị nhiệt luyện công suất lớn và logistics nội bộ.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Giải pháp đã được nghiệm thu và vận hành chính thức tại Công ty TNHH Nhôm Tiến Đạt với khả năng ứng dụng thực tiễn cao:

• Kịch bản vận hành thực tế: Khi lệnh sản xuất nhôm Xingfa phát hành, phôi AL 6063 được cấp phát trực tiếp theo lô tiêu chuẩn 3 bó (18 thanh 6m). Phôi sau khi ép được dán thẻ màu nhận diện theo lô, tự động chuyển vào ô định vị kho tương ứng (ví dụ: Kệ B62). Bộ phận hóa già chỉ cần đối chiếu bảng hiển thị trạng thái để đưa đúng lô vào lò, triệt tiêu thời gian tìm kiếm.
• Phân tích Hiệu quả kinh tế (ROI):
  • Chi phí đầu tư cải tiến: Sơn kẻ vạch epoxy, bảng tên trực quan, giá treo khuôn, đèn tháp tín hiệu, chi phí đào tạo: ~28.000.000 VNĐ.
  • Lợi ích mang lại: Tiết kiệm 1,32 giờ sản xuất trên mỗi chu kỳ mẻ hàng; giảm thiểu phế phẩm bavia và móp méo do va quẹt khuôn ước tính tiết kiệm 12.500.000 VNĐ/tháng.
  • Thời gian hoàn vốn (Payback Period): Dưới 2,5 tháng vận hành.

Lộ trình triển khai mở rộng:

• Tháng 1 - 2: Duy trì tính ổn định tại Line 1 và đánh giá định kỳ chỉ số OEE (Overall Equipment Effectiveness).
• Tháng 3 - 4: Nhân rộng mô hình Layout FIFO và 5S sang Line sản xuất số 2 tại Nhà máy Dĩ An.
• Tháng 5 - 6: Áp dụng toàn diện hệ thống quản lý trực quan cho Nhà máy Nhôm Tiến Đạt tại Đất Cuốc (Bình Dương).

Hạn chế và hướng phát triển

Dù đạt được nhiều kết quả ấn tượng, đề tài vẫn ghi nhận một số giới hạn kỹ thuật:

• Đề tài chỉ mới thực hiện đo đạc và cải tiến trực tiếp trên Line 1; Line 2 với đặc thù công suất khác nhau chưa được thu thập dữ liệu đồng thời.
• Việc kiểm soát nhiệt độ và thời gian làm mát tại công đoạn "Chờ nguội" vẫn phụ thuộc nhiều vào điều kiện nhiệt độ môi trường tự nhiên của nhà xưởng, chưa có cảm biến hồi tiếp tự động.
• Hệ thống thẻ "My Machine" mới hoàn thiện ở mức định danh vật lý, chưa tích hợp mã QR Code để truy xuất nhật ký bảo trì số hóa.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

1. Số hóa hệ thống quản lý sản xuất bằng việc tích hợp cảm biến IoT giám sát chu kỳ máy ép đùn và nhiệt độ lò hóa già thời gian thực.
2. Xây dựng mô hình mô phỏng dòng chảy sản xuất (Discrete Event Simulation) trên phần mềm FlexSim để tối ưu hóa quy mô lô hàng (Batch Size) cho các đơn hàng MTO phức tạp.
3. Hoàn thiện hệ sinh thái bảo trì năng suất toàn diện (TPM - Total Productive Maintenance) trên nền tảng PRO-3M.

Đối tượng hưởng lợi

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Công nghiệp & Cơ khí: Tiếp cận bộ tài liệu thực chiến về phương pháp đo thời gian thao tác (Time Study), lập bảng kiểm soát SPC và các biểu mẫu 5S chuẩn mực trong môi trường sản xuất nặng.
• Kỹ sư vận hành & Quản đốc nhà máy: Nắm bắt phương pháp tối ưu hóa Layout kho bãi và loại bỏ lãng phí chờ đợi mà không cần tái cấu trúc toàn bộ dây chuyền.
• Doanh nghiệp đùn ép nhôm & gia công cơ khí: Sở hữu mô hình cải tiến đã được kiểm chứng với chi phí thấp, rút ngắn 7,94% Lead Time và tăng 45,45% diện tích kho, mang lại hiệu quả tức thì trên báo cáo tài chính.
• Các nhà nghiên cứu ứng dụng Lean: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về phân bổ thời gian gia nhiệt và xử lý nhiệt nhôm AL 6063 phục vụ các công trình nghiên cứu mở rộng.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu để triển khai giải pháp Lean này tại một xưởng đùn ép nhôm là gì? Doanh nghiệp chỉ cần đội ngũ nòng cốt hiểu về 5S/Lean, đồng hồ bấm giờ chuẩn hoặc camera giám sát hiện trường, phần mềm bảng tính (Excel/Minitab) và vật tư trực quan hóa cơ bản (sơn epoxy kẻ vạch, bảng tên, đèn tín hiệu). Không đòi hỏi thay đổi kết cấu máy ép hay lò nung.

2. Làm thế nào để giải quyết nút thắt thời gian chiếm 78,6% ở công đoạn Hóa già? Công đoạn hóa già đòi hỏi phản ứng khuếch tán pha để tăng cứng đạt chuẩn cơ lý tính cho hợp kim AL 6063 (nhiệt độ 195°C trong 8 giờ là bất biến theo yêu cầu kỹ thuật). Giải pháp tinh gọn tập trung triệt tiêu thời gian "Chờ trước hóa già" (từ 12h xuống mức tối thiểu bằng cách đồng bộ kế hoạch gom mẻ) và "Chờ sau hóa già" bằng luồng FIFO phân khu C sang D.

3. Phương pháp phân chia khu vực kho BTP có làm chậm tốc độ xuất hàng không? Không. Ngược lại, nhờ định danh chính xác vị trí theo ma trận tọa độ (Khu A, B, C, D kèm mã số ô kệ), thời gian công nhân vận hành xe nâng tìm kiếm và di chuyển kệ giảm từ 2.990 giây xuống 420 giây (nhanh hơn 85,95%).

4. Duy trì tính bền vững của 5S và PRO-3M sau khi nhóm nghiên cứu kết thúc đề tài bằng cách nào? Dự án đã bàn giao bảng biểu kiểm toán 5S định kỳ hàng tuần, quy chế phân công trách nhiệm "Ownership" theo từng ca máy và cơ chế khen thưởng gắn liền với năng suất cho Quản đốc xưởng và Thư ký dự án.

5. Chi phí triển khai và thời gian thu hồi vốn thực tế là bao nhiêu? Tổng kinh phí thực hiện tại hiện trường đạt 28 triệu VNĐ. Nhờ việc cắt giảm thời gian lãng phí và hư hỏng nguyên vật liệu, dự án giúp doanh nghiệp tiết kiệm hơn 12,5 triệu VNĐ mỗi tháng, đạt điểm hòa vốn sau 2,24 tháng vận hành.

Kết luận

Đề tài tốt nghiệp "Nghiên cứu và ứng dụng sản xuất tinh gọn để nâng cao hiệu suất sản xuất nhôm Xingfa tại Công ty Tiến Đạt" đã minh chứng tính hiệu quả vượt trội của việc kết hợp các công cụ kỹ thuật công nghiệp hiện đại vào thực tế sản xuất tại Việt Nam. Bằng phương pháp tiếp cận định lượng, dựa trên dữ liệu đo đạc thực nghiệm và công cụ thống kê chuẩn xác, đề tài đã giải quyết thành công các điểm nghẽn nghiêm trọng tại dây chuyền sản xuất Line 1: cắt giảm thời gian chu kỳ từ 60.051 giây xuống 55.283 giây, tăng diện tích kho BTP từ 132 m² lên 192 m², chuẩn hóa thành công 3S và đặt nền móng vững chắc cho mô hình PRO-3M.

Công trình không chỉ mang lại giá trị gia tăng kinh tế trực tiếp cho Công ty TNHH Nhôm Tiến Đạt mà còn đóng vai trò là một case-study điển hình, có tính ứng dụng cao cho toàn bộ ngành công nghiệp sản xuất nhôm định hình và cơ khí chế tạo trong kỷ nguyên tối ưu hóa chi phí sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Do thời gian dịch bệnh kéo dài nên hầu hết các doanh nghiệp đều trải qua thời điểm vô cùng khó khăn. Tái sản xuất sau dịch là thách thức không hề nhỏ cho các doanh nghiệp, đây cũng là cơ hội để phát triển mạnh mẽ. Nếu nắm bắt được cơ hội này, công ty sẽ vượt qua nhiều đối thủ cạnh tranh và vươn mình mạnh mẽ. Để tận dụng cơ hội này, doanh nghiệp phải đặt mình vào thách thức: giảm chi phí, giảm lãng phí, nâng cao chất lượng sản phẩm và uy tín với khách hàng, nâng cao năng lực cạnh tranh.

Trong sản xuất, Sản xuất tinh gọn là công cụ hỗ trợ đắc lực cho rất nhiều doanh nghiệp để đạt được mục tiêu trên. Xu hướng áp dụng Lean Manufacturing đã không còn xa lạ với các doanh nghiệp. Mà kết quả nó mang lại cũng không hề nhỏ. Trong quá trình thực tập tại Công ty TNHH Nhôm Tiến Đạt, nhiều vấn đề tồn tại trong một số công đoạn sản xuất dẫn đến năng suất và chất lượng sản phẩm bị giảm, ảnh hưởng không nhỏ đến lợi nhuận của doanh nghiệp đã được nhóm phát hiện.

Từ những lý thuyết đã được học, hiểu rõ tầm quan trọng của việc giảm lãng phí, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm đối với doanh nghiệp, đề tài “Nghiên cứu và ứng dụng sản xuất tinh gọn để nâng cao hiệu suất sản xuất nhôm Xingfa tại công ty Tiến Đạt” được nhóm quyết định chọn làm đề tài nghiên cứu.2 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu và áp dụng được các công cụ của Sản xuất tinh gọn vào quy trình sản xuất nhôm Xingfa tại line sản xuất 1. - Thu thập Cycle Time, giảm thời gian sản xuất. - Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng kho. - Xác định các lãng phí trong quá trình sản xuất, đưa ra giải pháp xử lý.

- Cải thiện môi trường làm việc bằng 5S, PRO-3M tại khu vực line sản xuất 1.3 Phương pháp nghiên cứu - Quan sát, ghi nhận thực trạng hiện trường sản xuất. - Đo đạc thời gian các thao tác trong quá trình sản xuất. - Dựa vào Sản xuất tinh gọn, số liệu ghi nhận và hiện trường sản xuất tại nhà máy để phân tích lãng phí. - Đề xuất cải tiến, xem xét khả năng thực thi và thông qua chuyên gia và ban giám đốc.

- So sánh trước và sau cải tiến. - Đánh giá sau cải tiến và hướng phát triển.4 Giới hạn đề tài Công ty TNHH Nhôm Tiến Đạt tại Dĩ An có 2 line sản xuất song song liên tục và 2 nhà kho gồm: kho TP, kho BTP và NVL. Vì giới hạn thời gian và khối lượng đề tài. Đồng thời, công suất làm việc ở cả 2 Line là 24/24 nên chưa thể đề xuất áp dụng LEAN vào toàn bộ nhà máy.

Đề tài chỉ được triển khai tại Line sản xuất 1 và kho BTP của nhà máy. Sau khi triển khai, dựa trên kết quả đã thực hiện để đánh giá, từ đó có hướng triển khai trên phần còn lại của nhà máy.5 Nội dung thực hiện - CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI - CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT - CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT TINH GỌN ĐỂ NÂNG CAO HIỆU SUẤT SẢN XUẤT NHÔM XINGFA TẠI CÔNG TY TIẾN ĐẠT - CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.6 Quá trình thực hiện Bảng 1.1 Quá trình thực hiện đồ án STT Nội dung Thời gian Người thực hiện 1 Đọc và tìm hiểu tài liệu về 7 lãng phí trong sản 16/05/2022 Như Ngọc xuất. Anh Phát 2 Tham quan nhà xưởng, làm quen với bộ phận sản 23/05/2022 Như Ngọc xuất. Anh Phát Quan sát ghi nhận hiện trường.

3 Thực hiện dự án tại công ty. 31/06/2022 Như Ngọc Anh Phát 4 Báo cáo tổng kết đề tài cải tiến năng suất và chất 06/09/2022 Như Ngọc lượng tại công ty TNHH nhôm Tiến Đạt. Anh Phát 5 Thực hiện đề cương chi tiết, báo cáo tiến độ với 17/09/2022 Như Ngọc giảng viên hướng dẫn. 6 Hoàn thiện báo cáo khóa luận tốt nghiệp.

25/06/2023- Như Ngọc Anh Phát 7 Thực hiện poster, video.7 Các công trình nghiên cứu liên quan - Tổng công ty May 10 sau khi áp dụng Lean Manufacturing đã đạt được những thành công đáng kể như sau: năng suất lao động tăng 52%, tỷ lệ hàng lỗi giảm 8%, giảm chi phí sản xuất 5-10%/ năm, giảm 1 giờ/ ngày làm việc. - Tổng công ty May Việt Tiến sau khi áp dụng Lean từ năm 2007, đã đạt được những thành quả sau: năng suất lao động bình quân tăng 20%, giảm hàng hàng lỗi, tiết kiệm chi phí sản xuất, tiết kiệm mặt bằng. - Tổng công ty May Nhà Bè - CTCP năm 2013 thực hiện Lean Manufacturing đã cho kết quả sau: năng suất toàn hệ thống tăng hơn 20%, chuyền sản xuất ổn định, giờ lao động giảm 1 giờ/ ngày, hàng lỗi giảm 20-30%. - Tổng công ty CP Dệt may Hòa Thọ, sau khi áp dụng Lean, doanh nghiệp đã giảm hàng tồn trên chuyền từ 30 sản phẩm xuống còn 3 sản phẩm, hàng lỗi giảm 12%, tăng hiệu suất sử dụng mặt bằng nhà xưởng.

- Tổng công ty Intel, sau khi áp dụng sản xuất tinh gọn đã giúp giảm thời gian sản xuất 1 vi mạch từ ba tháng xuống còn 10 ngày. - Tổng công ty Nike, sau khi áp dụng Lean Manufacturing, làm giảm tới 15% lượng lao động kém trong nhà máy sản xuất ở nước ngoài của NIKE. 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) 2.1 Khái niệm Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) “Phương pháp quản lý tinh gọn (Lean) bắt nguồn từ hệ thống sản xuất Toyota (TPS) được triển khai xuyên suốt trong các hoạt động của Công ty Toyota từ những năm 1950. Toyota được xem là một trong những công ty sản xuất hiệu quả nhất trên thế giới và là công ty đưa ra chuẩn mực về áp dụng Lean.

Ngày nay, Lean đang được áp dụng ngày càng rộng rãi tại các công ty sản xuất cũng như dịch vụ hàng đầu trên toàn thế giới như: GE, Samsung, LG.” Lean bao gồm Lean manufacturing (Sản xuất Tinh gọn), Lean Enterprise (Doanh nghiệp Tinh gọn), Lean thinking (Tư duy Tinh gọn) “Lean Manufacturing hay Mô hình sản xuất tinh gọn được định nghĩa là một hệ thống các công cụ nhằm loại bỏ lãng phí và những bất hợp lý trong quy trình sản xuất nhằm giảm chi phí và nhờ đó nâng cao vị thế cạnh tranh cho doanh nghiệp. Thuật ngữ này lần đầu được xuất hiện vào năm 1990 trong cuốn “The Machine that Changed the World””.1 Triết lý Lean - Chất lượng sản phẩm thỏa mãn tối đa mọi nhu cầu của khách hàng với chi phí thấp nhất. - Tối đa hóa giá trị gia tăng bằng cách giảm thiểu mọi lãng phí. - Sản xuất theo yêu cầu của khách hàng từ đơn hàng lớn đến các đơn hàng nhỏ.

- Hướng đến mỗi nhân viên là 1 kiểm soát viên chất lượng.2 Mục đích của Lean - Giảm phế phẩm và sự lãng phí: Giảm phế phẩm và các lãng phí vật chất, bao gồm sử dụng quá mức nguyên vật liệu đầu vào, ngăn ngừa phế phẩm phát sinh, giảm chi phí do tái chế sản phẩm và các tính năng trên sản phẩm mà khách hàng không yêu cầu; - Giảm thời gian chu kỳ, giảm thời gian quy trình và chu kỳ sản xuất bằng cách giảm thiểu thời gian chờ đợi: giữa các công đoạn, cũng như thời gian chuẩn bị cho quy trình và thời gian chuyển đổi mẫu mã hay quy cách sản phẩm; - Giảm mức tồn kho: Giảm thiểu mức hàng tồn kho ở tất cả các công đoạn sản xuất, đặt biệt là bán thành phẩm giữa các công đoạn. Mức tồn kho thấp hơn có nghĩa là yêu cầu vốn lưu động ít hơn; - Tận dụng thiết bị và mặt bằng sản xuất: sử dụng thiết bị, mặt bằng hiệu quả hơn, gia tăng hiệu suất sản xuất các thiết bị hiện có, giảm thiểu thời gian dừng máy; 4 - Tăng tính linh hoạt: Tăng tính linh hoạt trong việc sản xuất nhiều sản phẩm tương tự bằng phương pháp chuyển đổi nhanh và rút ngắn thời gian bắt đầu sản xuất sản phẩm mới; - Tăng năng suất: Tổ chức gia tăng sản lượng đáng kể trên cơ sở vật chất hiện có nếu giảm chu kỳ sản xuất, giảm thiểu “ùn tắc” và thời gian ngừng hoạt động của máy móc, đồng thời đảm bảo công nhân làm việc hiệu suất không thực hiện các hoạt động không cần thiết.3 Lợi ích của Lean - Cải thiện năng suất và chất lượng về sản phẩm. - Rút ngắn thời gian sản xuất. - Giảm thiểu sự xuất hiện của lãng phí.

- Nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị và mặt bằng.4 Các nguyên tắc - Nguyên tắc 1: Loại bỏ lãng phí từ góc nhìn của khách hàng - Nguyên tắc 2: Xác định và lập sơ đồ chuỗi giá trị - Nguyên tắc 3: Quá trình sản xuất liên tục - Nguyên tắc 4: Sản xuất kéo - Nguyên tắc 5: Cải tiến liên tục 2.2 Công cụ của Lean 2.1 8 loại lãng phí - Lãng phí Sản phẩm lỗi/ Khuyết tật (Defects): là sai sót bất kỳ của sản phẩm hay dịch vụ trong việc đáp ứng một trong số những quy định của khách hàng hoặc đối tác. Một sản phẩm lỗi có thể có chứa một hoặc nhiều lỗi. Ngoài các lỗi vật lý trực tiếp làm tăng chi phí, các lỗi còn bao gồm lỗi tài liệu, thông tin sai lệch về sản phẩm, giao hàng trễ, lỗi sản xuất, sử dụng sai vật liệu quá mức hoặc lãng phí không cần thiết,. - Lãng phí Sản xuất dư thừa (OverProduction): có nghĩa là sản xuất nhiều hơn hoặc sản xuất sớm với số lượng không cần thiết vào những thời điểm không cần thiết.

Điều này xảy ra khi sản xuất một sản phẩm mà không có đơn đặt hàng. Sản xuất thừa là nguy hiểm nhất trong 7 loại lãng phí vì nó có khả năng dẫn đến các dạng lãng phí khác. - Lãng phí Chờ đợi (Waiting): là lãng phí thời gian chờ đợi nguyên vật liệu, nhân lực, máy móc, bán thành phẩm, thành phẩm,. Sự chờ đợi không cần thiết thường gây lãng phí, làm tăng đáng kể chi phí do tăng chi phí lao động và khấu hao trên một đơn vị sản phẩm.

Vì vậy, việc xem xét và loại bỏ những lãng phí thời gian vô ích là rất quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của doanh nghiệp. Chờ đợi giữa các công đoạn trong 5 quy trình sản xuất khiến công nhân và thiết bị không sử dụng được công suất và năng suất tối ưu. - Lãng phí Nguồn lực (Non-Utilized Talent): Đây là một vấn đề lớn, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp Việt Nam, việc không hiểu rõ điểm mạnh, điểm yếu của nguồn nhân lực gây ảnh hưởng lớn đến hiệu quả công việc.