Luận văn thạc sĩ kỹ thuật công nghiệp nghiên cứu xây dựng chuyển tinh gọn lắp ráp khung nhôm tấm pin năng lượng mặt trời

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật công nghiệp nghiên cứu xây dựng quy trình chuyển tinh gọn lắp ráp khung nhôm tấm pin năng lượng mặt trời hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Chí Cường
• Người hướng dẫn: PGS. TS Đỗ Ngọc Hiền
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật công nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu xây dựng chuyển tinh gọn lắp ráp khung nhôm tấm pin năng lượng mặt trời
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu này tập trung vào việc nghiên cứu xây dựng một hệ thống chuyển tinh gọn cho quy trình lắp ráp khung nhôm của tấm pin năng lượng mặt trời. Mục tiêu chính là cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm thông qua việc áp dụng lý thuyết sản xuất tinh gọn. Hệ thống sản xuất tinh gọn, bắt nguồn từ Toyota, nhằm loại bỏ lãng phí và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc áp dụng lý thuyết này tại nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu chi phí. Đặc biệt, khu vực FIN3 được xác định là điểm nghẽn trong quy trình sản xuất, cần được cải tiến để đạt được mục tiêu đề ra.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của nghiên cứu là áp dụng lý thuyết Lean Manufacturing vào việc cải thiện quy trình sản xuất tại khu vực FIN3 của nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời. Cụ thể, nghiên cứu sẽ tập trung vào việc nâng cao năng suất của nhân viên, giảm thiểu thao tác thừa và cải thiện chất lượng sản phẩm. Kết quả mong đợi là tăng năng suất lên trên 80% so với năng suất thiết kế, đồng thời giảm thiểu các vấn đề liên quan đến chất lượng sản phẩm như tỷ lệ kính vỡ. Việc này không chỉ giúp cải thiện hiệu quả sản xuất mà còn tạo ra một môi trường làm việc tốt hơn cho nhân viên.

II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận

Hệ thống sản xuất Lean Production được định nghĩa là phương pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất thông qua việc loại bỏ lãng phí. Các nguyên tắc chính của Lean bao gồm nhận thức về lãng phí, chuẩn hóa quy trình, sản xuất liên tục và chất lượng từ gốc. Việc áp dụng các nguyên tắc này vào quy trình lắp ráp khung nhôm tấm pin năng lượng mặt trời sẽ giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất. Nghiên cứu sẽ sử dụng các công cụ như 5S và phân tích nguyên nhân gốc rễ để xác định và loại bỏ các điểm nghẽn trong quy trình sản xuất. Điều này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm đầu ra.

2.1. Nguyên tắc của Lean

Nguyên tắc đầu tiên của Lean là nhận thức về sự lãng phí. Bất kỳ hoạt động nào không tạo ra giá trị cho khách hàng đều được coi là lãng phí và cần phải loại bỏ. Tiếp theo là chuẩn hóa quy trình, giúp giảm thiểu sự khác biệt trong cách thực hiện công việc. Sản xuất liên tục là một nguyên tắc quan trọng khác, nhằm đảm bảo quy trình sản xuất không bị gián đoạn. Cuối cùng, việc duy trì chất lượng từ gốc là rất cần thiết để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn ngay từ đầu. Những nguyên tắc này sẽ được áp dụng để cải tiến quy trình lắp ráp tại khu vực FIN3.

III. Phân tích hiện trạng và cải tiến

Phân tích hiện trạng quy trình lắp ráp khung nhôm tấm pin năng lượng mặt trời cho thấy nhiều vấn đề tồn tại, đặc biệt là tại khu vực FIN3. Việc xác định các điểm nghẽn và nguyên nhân gốc rễ là rất quan trọng để thực hiện các cải tiến hiệu quả. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng thời gian thao tác tại các trạm lắp ráp còn dài và không đồng đều, dẫn đến việc giảm năng suất. Các cải tiến được đề xuất bao gồm việc thiết kế lại quy trình thao tác, chuẩn hóa thời gian và áp dụng các công cụ Lean như 5S để cải thiện môi trường làm việc. Kết quả dự kiến là giảm thời gian thao tác và tăng sản lượng đầu ra.

3.1. Cải tiến quy trình lắp ráp

Cải tiến quy trình lắp ráp khung nhôm tấm pin năng lượng mặt trời sẽ bao gồm việc phân tích từng bước trong quy trình hiện tại để xác định các thao tác thừa. Việc áp dụng lý thuyết Lean sẽ giúp loại bỏ những thao tác không cần thiết, từ đó giảm thời gian thao tác và tăng hiệu quả sản xuất. Các cải tiến cụ thể sẽ được thực hiện tại các trạm lắp ráp, bao gồm việc thiết kế lại các công cụ hỗ trợ và chuẩn hóa quy trình làm việc. Kết quả mong đợi là giảm thời gian thao tác từ 22 giây xuống còn 8 giây, đồng thời tăng sản lượng đầu ra từ 65,9% lên 96%.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng lý thuyết Lean vào quy trình lắp ráp khung nhôm tấm pin năng lượng mặt trời không chỉ giúp cải thiện năng suất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Các cải tiến đã được thực hiện tại khu vực FIN3 đã cho thấy kết quả tích cực, với tỷ lệ kính vỡ giảm xuống 100% và sản lượng đầu ra tăng đáng kể. Tuy nhiên, để duy trì và phát triển những cải tiến này, cần có sự cam kết từ ban lãnh đạo và sự tham gia tích cực của nhân viên. Kiến nghị cho các công ty sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời là nên tiếp tục áp dụng và mở rộng các công cụ Lean vào các khu vực khác trong nhà máy để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

4.1. Kiến nghị cho các công ty

Các công ty sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời nên xem xét việc áp dụng các công cụ Lean không chỉ tại khu vực FIN3 mà còn ở các khu vực khác trong nhà máy. Việc đào tạo nhân viên về các nguyên tắc Lean và cách áp dụng chúng vào công việc hàng ngày là rất cần thiết. Ngoài ra, cần có các chương trình theo dõi và đánh giá định kỳ để đảm bảo rằng các cải tiến được duy trì và phát triển. Điều này sẽ giúp nâng cao năng suất, giảm chi phí và cải thiện chất lượng sản phẩm trong dài hạn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Với sự thu hút vốn đầu tư nước ngoài ngày càng nhiều vào nước ta như hiện nay thì việc cạnh tranh càng trở nên gay gắt và khốc liệt. Để tạo được lợi thế cạnh tranh trên thị trường và được khách hàng đón nhận thì các công ty cũng như tập đoàn phải không ngừng tăng năng suất, giảm chi phí sản xuất đồng thời chất lượng không ngừng được cải thiện. Công ty sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời là một trong những công ty hàng đầu trong việc đẩy mạnh nâng cao tính cạnh tranh trên thị trường năng lượng rất được chú trọng. Tuy nhiên, việc xây dựng nhà máy 2 cũng gặp không ít khó khăn và tồn đọng vô số vấn đề từ nhà máy 1 dẫn đến việc năng suất chưa cao, chất lượng sản phẩm không đạt mức mong đợi.

Chính vì thế, việc áp dụng một hệ thống cải tiến nhằm cải thiện năng suất, phân bổ hợp lý nguồn nhận lực, nâng cao chất lượng sản phẩm là mục tiêu hàng đầu của công ty và ban lãnh đạo của nhà máy 2 nhằm nâng cao năng suất và tiết kiệm chi phí lãng phí hiện tại. Hệ thống sản xuất tinh gọn là hệ thống sản xuất bắt nguồn từ hệ thống sản xuất của công ty Toyota nhằm mục đích loại trừ các lãng phí ở mọi khu vực sản xuất bao gồm: quan hệ với khách hàng, thiết kế sản phẩm, mạng lưới cung cấp và quản lý nhà máy. Mục đích của sản xuất tinh gọn là làm sao giảm bớt sức lực con người, giảm bớt tồn kho, giảm bớt thời gian tạo ra sản phẩm và giảm bớt không gian để đáp ứng yêu cầu khách hàng nhiều nhất, đồng thời vẫn sản xuất ra những sản phẩm với chất lượng hàng đầu một cách hiệu quả và kinh tế nhất. Nhà máy 2 của công ty sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời hiện đang là nhà máy mới của công ty và phát triển mặt hàng chủ lực với công nghệ màng mỏng mới nhất.

Mặt khác, do vừa được xây dựng và lắp đặt hoàn tất máy móc bên cạnh nhận viên mới hoàn toàn thì không khỏi tránh được việc năng suất không được bảo đảm, chất lượng sản xuất chưa tốt do đó cần nghiên cứu định mức thời gian cũng như có những cải tiến phù hợp cho trạm gia công tại khu vực chuyên biệt để đảm bảo cho việc giảm chi phí và tăng năng suất. Khu vực FIN3 là nơi gắn khung sản phẩm từ các công đoạn trước và hoàn tất đóng gói sản phẩm. Đồng thời, khu vực FIN3 cũng được nhận định là điểm tắc nghẽn và tồn tại nhiều vấn đề khác nhau cảu cả dây chuyền sản xuất. Vấn đề công ty đặt ra là nghiên cứu hệ thống sản xuất Lean nhằm đưa vào áp dụng đối với khu vực FIN3 để đạt những mục tiêu mà nhà máy 1 hiện tại vẫn chưa thể thực hiện.

Bên cạnh đó, thực hiện một số cải tiến nhất định cho khu vực FIN3 nhằm cải thiện tốt công việc và môi trường làm việc so với nhà máy 1. Do đó đề tài: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CHUYỂN TINH GỌN First Solar Proprietary & Confidential - General 2 LẮP RÁP KHUNG NHÔM TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI được thực hiện. Mục tiêu nghiên cứu Áp dụng lý thuyết Lean Ngườiufacturing vào việc cải thiện sản xuất cho khu vực FIN3 nhà máy 2 của công ty sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời Nâng cao năng suất của nhận viên vận hành máy thông qua việc nghiên cứu lại thời gian chu kỳ hiện đang áp dụng tại nhà máy 1 và nhà máy 2 Tăng năng suất của khu vực Fin3 – Unit2 trên 80% năng suất thiết kế (7515 pcs/24h) 1. Nội dung của đề tài Tìm hiểu lý thuyết hệ thống sản xuất tinh gọn và nghiên cứu ứng dụng, cải tiến vào hệ thống sản xuất tại công ty sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu vấn đề của khu vực FIN3 – nhà máy 2 ở các mảng có khả năng giảm thiểu lãng phí: một số cải tiến sơ bộ và thiết lập thời gian chuẩn Áp dụng các công cụ lean vào hệ thống sản xuất hiện tại và đưa ra các giải pháp, cải tiến đề xuất Đánh giá kết quả thực hiện của hệ thống sản xuất, chọn lựa giải pháp tối ưu 1.

Phạm vi và giới hạn của luận văn Thời gian nghiên cứu và cải tiến: 6 tháng (12/2018 – 6/2019) Không gian: khu vực FIN 3 – nhánh Unit 2 1. Điều kiện nghiên cứu của luận văn Các trạm gia công có năng lực sản xuất tương đương (capacity) Điều kiện máy gia công xuyên suốt, không tính các điều kiện hư hỏng trong quá trình vận hành Công nhận lành nghề và làm việc lâu năm 1. Cấu trúc luận văn First Solar Proprietary & Confidential - General 3 Bảng 1.1 Bảng cấu trúc luận văn Stt Các bước thực hiện luận văn Các hoạt động thực hiện - Phân tích tình trạng thực tế - Lấy dữ liệu sản lượng hiện tại - Lấy dữ liệu sản lượng thiết kế 1 Nghiên cứu thực trạng và thực tế - Đo đạc thời gian thao tác tại các trạm của đối tượng nghiên cứu - Xác định điểm nghẽn trên toàn bộ chuyền - Tìm kiếm nguyên nhận 2 Phân tích thực trạng - Xác định nguyên nhận cốt lõi - Phân tích nguyên nhận cốt lõi - Tiến hành các cải tiến sơ bộ - Xây dựng các thiết bị, công cụ hỗ trợ 3 Cải tiến thực trạng - Đào tạo nhận viên Đo đạc thời gian thao tác và so sánh với dữ liệu ban đầu - Xác định điểm cải tiến - Xây dựng lại bộ thời gian thao tác cho toàn chuyền - Đo đạc và theo dõi sản lượng sau cải tiến 4 Thực nghiệm - Xác định cải tiến hữu ích - Ghi nhận các hình ảnh sau cải tiến - Nghiên cứu cải tiến các thao tác tại trạm sử dụng nhận viên vận hành. - Đào tạo cho nhận viên toàn 5 Kết luận và kiến nghị chuyền về các cải tiến đã được ứng dụng - Tiêu chuẩn hóa cho các chuyền còn lại First Solar Proprietary & Confidential - General 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN 2.

Hệ thống sản xuất Lean Production 2. Định nghĩa Sản xuất tinh gọn thường được biết đơn giản là “Lean” là cách sản xuất hàng hóa tối ưu thông qua việc loại bỏ các lãng phí và thực hiện luồng, ngược lại với việc tạo ra lô và hàng đợi. Lean Ngườiufacturing là một phương pháp quản lý quá trình phổ biến xuất phát chủ yếu từ Toyota Production System (TPS). Lean được sử dụng làm tên gọi cho hệ phương pháp sản xuất tinh gọn, liên tục cải tiến các quy trình kinh doanh.

Lean trong tiếng Anh có nghĩa là sự tinh gọn, mạch lạc hay liền mạch. Các cấp độ khác nhau bao gồm: lean Ngườiufacturing (sản xuất tinh giản), lean enterprise (doanh nghiệp tinh gọn) và lean thinking (tư duy tinh gọn). Mục tiêu chính của Sản xuất tinh gọn 2. Các nguyên tắc chính của Lean Nhận thức về sự lãng phí – Bước đầu tiên là nhận thức về những gì có và những gì không làm tăng thêm giá trị từ góc độ khách hàng.

Bất kỳ vật liệu, quy trình hay tính năng nào không tạo thêm giá trị theo quan điểm của khách hàng được xem là thừa và nên loại bỏ. Chuẩn hóa quy trình – Lean đòi hỏi việc triển khai các hướng dẫn chi tiết cho sản xuất, gọi là quy trình chuẩn. Trong đó, ghi rõ nội dung, trình tự, thời gian và kết quả cho tất cả các thao tác do công nhận thực hiện. Điều này giúp loại bỏ sự khác biệt trong cách các công nhận thực hiện công việc.

Quy trình liên tục – Lean thường nhắm tới việc triển khai một quy trình sản xuất liên tục, không bị ùn tắc, gián đoạn, đi vòng lại, trả về hay phải chờ đợi. Khi được triển khai thành công , thời gian chu kỳ sản xuất có thể giảm tới 90%. Sản xuất “Kéo” – Còn được gọi là Just In Time (JIT), sản xuất kéo chủ trương chỉ sản xuất những gì cần và vào lúc cần đến. Sản xuất được diễn ra dưới tác động của các công đoạn sau, nên mỗi công đoạn trước chỉ sản xuất theo yêu cầu của công đoạn kế tiếp.

Chất lượng từ gốc – Lean nhắm tới việc loại trừ phế phẩm từ gốc và việc kiểm soát chất lượng được thực hiện bởi các công nhận như một phần công việc trong quy trình sản xuất. First Solar Proprietary & Confidential - General 5 Liên tục cải tiến – Lean đòi hỏi sự cố gắng đạt tới sự hoàn thiện bằng cách không ngừng loại bỏ những lãng phí khi phát hiện ra chúng. Điều này đòi hỏi sự tham gia tích cực của công nhận trong quá trình cải tiến liên tục. Các loại lãng phí Lợi nhuận là mục tiêu để hoạt động và tồn tại của mỗi doanh nghiệp.

Lợi nhuận của doanh nghiệp gắn liền với chi phí sản xuất, chất lượng sản phẩm, doanh thu, khách hàng. Để tăng lợi nhuận thì ngoài việc tăng doanh thu, tăng sản lượng hàng bán được cần phải giảm chi phí trong quá trình sản xuất, kinh doanh của đơn vị. Để giảm được chi phí thì trước hết các đơn vị phải nhận biết được tại đơn vị mình có những loại chi phí nào. Chi phí nào tạo ra giá trị, chi phí nào không tạo ra giá trị cho mình.

Các chi phí tại các đơn vị có thể chia thành hai loại là chi phí chất lượng và chi phí lãng phí. Chi phí chất lượng là các chi phí góp phần tạo ra giá trị cho đơn vị (bao gồm các chi phí cho nguyên vật liệu phục vụ sản xuất, nhận công cho sản xuất, chi phí cho sự phòng ngừa sai sót, chi phí kiểm tra quá trình…), còn chi phí không chất lượng là các chi phí không tạo ra giá trị cho tổ chức (bao gồm các chi phí như chi phí làm lại, phế liệu, chi phí do dừng máy, tai nạn, chi phí giải quyết khiếu nại, xử lý sản phẩm không phù hợp, sản phẩm bị khách hàng trả về…). Bảy loại lãng phí trong sản xuất Các lãng phí khiến cho doanh nghiệp bị giảm lợi nhuận, đẩy giá thành sản phẩm lên cao và gây thất thoát cho doanh nghiệp. Những chi phí không chất lượng còn được gọi là các lãng phí trong sản xuất.

Theo các chuyên gia năng suất các lãng phí trong sản xuất thường có 7 loại sau: First Solar Proprietary & Confidential - General 6 Lãng phí do sản xuất thừa: Sản xuất thừa sẽ dẫn đến rất nhiều chi phí lãng phí cho doanh nghiệp. Có thể kể ra một số như: chi phí lưu kho, chi phí bảo quản, chi phí nhận lực, chi phí hành chính, chi phí thiết bị, chi phí tài chính v.