Đồ án: Xây dựng hệ thống sản xuất Lean tại phân xưởng F3 công ty IDMEA

Tài liệu phân tích, xây dựng hệ thống sản xuất tinh gọn Lean tại công ty cơ khí IDMEA. Khám phá giải pháp tối ưu dây chuyền, giảm lãng phí sản xuất.

• Tác giả: Bùi Minh Chiến
• Người hướng dẫn: Phạm Thúy An
• Trường học: Trường Đại học Điện lực
• Chuyên ngành: Quản lý Công nghiệp
• Đề tài: Bước Đầu Xây Dựng Lean Trong Dây Chuyền Sản Xuất Phân Xưởng F3 Công Ty Tnhh Cơ Khí Và Tự Động Hóa IDMEA
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Sản xuất Lean tại Công ty IDMEA

Sản xuất tinh gọn Lean là một phương thức quản lý hiện đại nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất bằng cách loại bỏ các hoạt động không tạo giá trị. Công ty TNHH Cơ khí và Tự động hóa IDMEA đã bắt đầu xây dựng hệ thống Lean Manufacturing tại phân xưởng F3 để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Với mục tiêu giảm phế phẩm, rút ngắn chu kì sản xuất và tối ưu hóa nguồn lực, IDMEA đã triển khai nhiều công cụ và phương pháp tiên tiến. Đây là một case study điển hình về ứng dụng thực tế của Lean Production trong ngành công nghiệp cơ khí Việt Nam, mang lại những kết quả đáng kể trong cải thiện năng suất và tăng sản lượng.

1.1. Bối cảnh và Nhu cầu Áp dụng Lean tại IDMEA

Trước khi triển khai sản xuất lean, phân xưởng F3 của IDMEA đối mặt với nhiều thách thức về bố trí mặt bằng, năng suất lao động và tỷ lệ phế phẩm cao. Phương thức sản xuất truyền thống không hiệu quả trong việc quản lý tồn kho và tiết kiệm không gian. Nhu cầu áp dụng Lean Manufacturing trở nên cấp thiết để giảm chi phí, nâng cao chất lượng sản phẩm xi lanh và piston, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân.

1.2. Tầm Quan Trọng của Case Study IDMEA

Case study công ty IDMEA cung cấp những bài học quý giá về cách triển khai Lean Production trong điều kiện thực tế tại các doanh nghiệp cơ khí Việt Nam. Qua việc phân tích chi tiết về 7 loại lãng phí trong sản xuất, áp dụng phương pháp 5S và Poka-Yoke, IDMEA đã chứng minh hiệu quả của sản xuất tinh gọn trong cải thiện quy trình, tăng năng suất lao động và giảm chi phí phát sinh do lỗi chất lượng.

II. Cơ Sở Lý Thuyết về Sản Xuất Tinh Gọn Lean

Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) là một hệ thống quản lý tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sản xuất thông qua loại bỏ các lãng phí và cải thiện liên tục. Định nghĩa cốt lõi của Lean là sản xuất nhiều hơn với ít hơn - ít nguyên vật liệu, ít lao động, ít thời gian và ít không gian. Mục tiêu của sản xuất lean bao gồm: giảm phế phẩm, rút ngắn chu kì sản xuất, giảm thiểu mức dự trữ và tăng tính linh hoạt hệ thống. Để đạt được những mục tiêu này, Lean Production sử dụng các công cụ và phương pháp như 5S, Visual Management, Poka-Yoke, và phân tích 7 loại lãng phí trong sản xuất.

2.1. Các Loại Lãng Phí trong Sản Xuất

7 loại lãng phí (Muda) là nền tảng của Lean Manufacturing: (1) Lãng phí vận chuyển, (2) Lãng phí thời gian chờ đợi, (3) Lãng phí xử lý không cần thiết, (4) Lãng phí tồn kho, (5) Lãng phí chuyển động, (6) Lãng phí phế phẩm, (7) Lãng phí do sáng tạo không đủ. Tại IDMEA, các kỹ sư đã phân tích và xác định lãng phí chủ yếu tại phân xưởng F3 để lập kế hoạch cải tiến.

2.2. Các Công Cụ Chính trong Lean Production

Phương pháp 5S (Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu, Shitsuke) giúp tổ chức không gian làm việc. Quản lý trực quan (Visual Management) sử dụng các ký hiệu và bảng biểu để cải thiện giao tiếp. Hệ thống Poka-Yoke tránh lỗi bằng cách thiết kế quy trình không thể xảy ra sai sót. Những công cụ này đã được IDMEA áp dụng thành công để tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.

III. Thực Trạng Sản Xuất tại Phân Xưởng F3 IDMEA

Trước khi triển khai Lean Manufacturing, phân xưởng F3 của công ty TNHH Cơ khí và Tự động hóa IDMEA gặp nhiều vấn đề trong quy trình sản xuất. Bố trí mặt bằng không hợp lý khiến lãng phí không gian và tăng thời gian vận chuyển nguyên liệu. Năng suất lao động chưa cao do mất cân bằng dây chuyền sản xuất, dẫn đến tình trạng một số công đoạn quá tải trong khi những công đoạn khác không đủ việc làm. Tỷ lệ phế phẩm cao trong sản xuất piston và xi lanh gây ra chi phí phát sinh lớn. Phân tích 7 loại lãng phí cho thấy các vấn đề chính: tồn kho quá cao, thời gian chờ đợi dài, và các hoạt động xử lý không cần thiết. Những thách thức này đòi hỏi cần phải áp dụng sản xuất lean để cải thiện.

3.1. Vấn Đề Bố Trí Mặt Bằng và Tồn Kho

Bố trí không gian tại phân xưởng F3 không tuân theo nguyên tắc Lean. Các khu vực tập kết phôi và sản phẩm hoàn thành chiếm diện tích lớn, giảm hiệu suất sử dụng mặt bằng. Tồn kho quá cao không chỉ chiếm không gian mà còn làm tăng chi phí quản lý. Năng suất lao động bị ảnh hưởng do nhân viên phải thực hiện nhiều thao tác di chuyển không cần thiết để lấy nguyên liệu và xử lý sản phẩm.

3.2. Vấn Đề Chất Lượng Sản Phẩm

Tỷ lệ phế phẩm tại IDMEA đặc biệt cao trong sản xuất xi lanh và piston. Các lỗi chủ yếu do thiếu sự kiểm soát chất lượng trong quy trình, thiếu công cụ Poka-Yoke để phòng tránh lỗi. Chi phí phát sinh do sản xuất kém chất lượng tính đến hàng tháng lên đến mức đáng kể, ảnh hưởng đến lợi nhuận và uy tín công ty. Cần áp dụng Lean Manufacturing để tăng cường kiểm tra và cải thiện quy trình.

IV. Giải Pháp Xây Dựng Hệ Thống Lean tại IDMEA

Để khắc phục những vấn đề tồn tại, phân xưởng F3 đã triển khai nhiều giải pháp bước đầu xây dựng hệ thống Lean Manufacturing. Thứ nhất, bố trí lại mặt bằng sản xuất theo nguyên tắc Lean để tối ưu hóa dòng chảy sản phẩm và giảm thời gian vận chuyển. Thứ hai, nâng cao năng suất lao động bằng cách cân bằng dây chuyền sản xuất, đảm bảo mỗi công đoạn có khối lượng công việc hợp lý. Thứ ba, áp dụng phương pháp 5S để tổ chức không gian làm việc, sử dụng quản lý trực quan để cải thiện giao tiếp. Cuối cùng, triển khai hệ thống Poka-Yoke để tránh lỗi trong quy trình sản xuất piston và xi lanh. Những giải pháp này đã cho thấy kết quả tích cực trong việc cải thiện chất lượng và tăng sản lượng tại IDMEA.

4.1. Cân Bằng Dây Chuyền và Nâng Cao Năng Suất

Thời gian hoàn thành công việc sau cải tiến đã giảm đáng kể so với trước. Năng suất lao động tăng lên nhờ vào việc phân tích chi tiết từng công đoạn và điều chỉnh thứ tự công việc. Các công nhân được phân công công việc hợp lý, giảm thời gian chờ đợi. Bố trí dây chuyền mới tuân theo nguyên tắc Lean, giảm lãng phí vận chuyển. Tỉ lệ sử dụng mặt bằng cải thiện, tạo ra không gian thoải mái hơn cho lao động.

4.2. Kiểm Soát Chất Lượng và Hệ Thống Poka Yoke

Áp dụng hệ thống Poka-Yoke tại các công đoạn chính của sản xuất piston và xi lanh giúp phát hiện và ngăn chặn lỗi sớm. Công tác kiểm tra chất lượng được cải thiện với các bước kiểm tra rõ ràng và công cụ Visual Management. Chi phí phát sinh do sản xuất kém chất lượng giảm mạnh. Kết hợp với phương pháp 5S, môi trường sản xuất trở nên sạch sẽ, an toàn, giúp nhân viên tập trung tốt hơn vào công việc của mình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ PHƯƠNG THỨC SẢN XUẤT TINH GỌN VÀ CÁC LÃNG PHÍ TRONG SẢN XUẤT 1. TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT TINH GỌN 1. Sự ra đời của sản xuất tinh gọn. Sản xuất tinh gọn được dịch từ cụm từ “Lean Manufacturing” bắt nguồn từ hệ thống sản xuất của Toyota (Toyota Production System -TPS), một hệ thống được đưa vào triển khai từ những năm 1950 và được biết đến nhiều hơn về tính hiệu quả khi triển khai hệ thống sản xuất Just In Time (JIT).

JIT đã đươc áp dụng trong các dây chuyền lắp ráp của hãng ô tô Ford từ những năm 30 nhưng phải đến những năm 1970 Taichii Ohno và Shigeo Shingo kết hợp kiểu sản xuất của Ford và một số những yếu tố khác thành Toyota Production System, lúc này quy trình sản xuất theo mô hình JIT mới được hoàn thiện và được Toyota motor áp dụng. Sau Nhật, JIT được hai chuyên gia về chất lượng là Deming và Juran phát triển ở Bắc Mỹ, từ đó lan rộng trên toàn thế giới. JIT là hệ thống sản xuất trong đó các luồng nguyện vật liệu, hàng hoá và các sản phẩm cần đến trong quá trình sản xuất và phân phối được lập kế hoạch một cách chi tiết sao cho quy trình tiếp theo có thể thực hiện ngay khi quy trình hiện thời chấm dứt. Qua đó, không có hạng mục nào rơi vào tình trạng để không, chờ xử lý, công nhân hay thiết bị không phải chờ đợi.

Bất kỳ sự chậm trễ không cần thiết hay tồn kho trong quá trình sản xuất là lãng phí, vì vậy lượng tồn kho được giữ ở mức tối thiểu (Trương Đức Lực, 2010 Giáo trình quản trị tác nghiệp). JIT là một triết lý sản xuất với mục tiêu là phát hiện và loại bỏ tất cả các nguồn gây lãng phí một cách không ngừng và triệt để nhằm nâng cao hiệu quả của hệ thống sản xuất. Định nghĩa sản xuất tinh gọn LEAN trong tiếng Anh có nghĩa là sự tinh gọn, mạch lạc hay liền mạch. Các cấp độ khác nhau bao gồm: lean manufacturing (sản xuất tinh gọn), lean enterprise (doanh nghiệp tinh gọn) và lean thinking (tư duy tinh gọn).

Sản xuất tinh gọn là một hệ thống các công cụ và phương pháp quản lý sản xuất nhằm loại bỏ những lãng phí, những bất hợp lý trong quá trình sản xuất để giảm chi phí sản xuất, rút ngắn thời gian sản xuất, tăng sản lượng cho doanh nghiệp. Nguyên tắc chủ đạo của sản xuất tinh gọn là gia tăng giá trị cho khách hàng thông qua việc liên tục loại bỏ lãng phí trong suốt quá trình cung cấp sản phẩm và dịch vụ. MỤC TIÊU CỦA SẢN XUẤT TINH GỌN Hình 1. 1: Mục tiêu của sản xuất tinh gọn 1.

Giảm phế phẩm và sự lãng phí không cần thiết. Giảm chi phí liên quan đến tái chế phế phẩm, loại bỏ bớt các tính năng không cần thiết trên sản phẩm, giảm thiểu việc làm đi làm lại để khắc phục lỗi của sản phẩm. Doanh nghiệp nào cũng tồn tại những lãng phí trong tất cả mọi hoạt động. Do đó, nhận thức về những gì làm tăng thêm và những gì không làm tăng thêm giá trị từ góc độ khách hang là việc hết sức cần thiết.

Thông thường trong các quy trình thì hoạt động trực tiếp tạo giá trị thường ít hơn nhiều so với các hoạt động không tạo giá trị và lãng phí. Việc tìm kiếm và loại bỏ triệt để các loại lãng phí tồn tại trong quy trình được xem như chìa khóa thành công và tạo lợi thế cạnh tranh lớn với các đối thủ trên thị trường. Rút ngắn chu kì sản xuất. Chu kỳ sản xuất là khoảng thời gian từ khi đưa nguyên vật liệu vào sản xuất cho đến khi chế tạo xong, kiểm tra và nhập kho thành phẩm.

Chu kỳ sản xuất là một chỉ tiêu khá quan trọng cần được xác định. Nó làm cơ sở cho việc tính toán thời gian thực hiện các đơn hàng, lập kế hoạch tiến độ. Chu kỳ sản xuất ảnh hưởng đến nhu cầu vốn lưu động và hiệu quả sử dụng vốn lưu động trong khâu sản xuất. Trong thị trường cạnh tranh nhiều biến động thì chu kỳ sản xuất càng ngắn càng nâng cao khả năng của hệ thống sản xuất và đáp ứng nhanh chóng với những thay đổi.

Chu kỳ sản xuất có thể được cải thiện và giảm đáng kể dựa vào việc áp dụng thực hiện các quy trình chuẩn và các công cụ cải tiến theo Lean. Bằng cách giảm thiểu thời gian chờ đợi giữa các công đoạn, thời gian chuẩn bị cho quá trình sản xuất sẽ giúp loại bỏ thời gian lãng phí, không tạo giá trị cho sản phẩm. Giảm thiểu mức dự trữ. Mục đích quan trọng của hệ thống Lean chính là làm thế nào có thể tính toán lượng hàng dự trữ (bao gồm cả nguyên vật liệu đầu vào, bán thành phẩm trong công đoạn và sản phẩm hoàn chỉnh đầu ra) ở mức tối ưu thấp nhất có thể.

Việc duy trì lượng dự trữ thấp giúp tổ chức tiết kiệm được các chi phí về vốn và chi phí lưu kho, chi phí thuê mặt bằng. Theo tư tưởng của hệ thống sản xuất Lean thì mức dự trữ nên ở mức tối thiểu nhất có thể và chỉ sản xuất khi cần và với số lượng yêu cầu (Just In Time). Cải thiện năng suất và tăng sản lượng. Với các quy trình chuẩn đã được thiết kế, ta có thể cải thiện năng suất lao động bằng cách giảm thời gian nhàn rỗi của công nhân.

Đảm bảo công nhân đạt năng suất cao nhất trong thời gian làm việc, loại bỏ được những công việc và thao tác không cần thiết trong các nguyên công của quy trình sản xuất nhằm đảm bảo thời gian làm việc của công nhân luôn luôn đạt hiệu quả cao nhất. Bố trí dây chuyền sản xuất hợp lý giúp giảm thiểu thời gian di chuyển, năng suất lao động được tăng lên nhờ luồng luân chuyển nguyên vật liệu cho sản xuất được liên tục, không bị gián đoạn do bố trí được dây chuyền có tính đồng nhịp. Các công cụ hay thiết bị cầm tay hỗ trợ cho việc lắp ráp hay gia công cũng được xem xét và bố trí với tiêu chí dễ thấy, dễ lấy và dễ tìm để tránh việc di chuyển không cần thiết của công nhân. Tận dụng thiết bị và mặt bằng.

Sử dụng thiết bị và mặt bằng sản xuất hiệu quả hơn bằng cách loại bỏ các trường hợp ùn tắc và gia tăng tối đa hiệu suất sản xuất trên các thiết bị hiện có, đồng thời giảm thiểu thời gian dừng máy có chế độ bảo trì bảo dưỡng hợp lý. Lập các danh mục và lịch sử cho từng thiết bị trong nhà máy đi kèm với lịch bảo trì bảo dưỡng thích hợp cho máy móc thiết bị. Trong hệ thống sản xuất Lean thì các loại mặt bằng bố trí theo hình chữ U tỏ ra khá hiệu quả giúp giảm diện tích sử dụng mặt bằng và quãng đường cũng như thời gian vận chuyển bán thành phẩm trong các công đoạn. 2: Bố trí mặt bằng theo tư duy Lean 1.

Nâng cao tính linh hoạt trong hệ thống. Trong hệ thống sản xuất theo Lean thì tất cả máy móc thiết bị thường là những máy móc nhỏ, đa năng do đó có thể thực hiện quá trình chuyển đổi sản xuất một cách nhanh chóng và tốn ít thời gian và chi phí hơn. Do đó, công ty có thể thực hiện sản xuất chuyển đổi nhiều loại sản phẩm khác nhau trên cùng một dây chuyền một cách dễ dàng mà không tốn quá nhiều chi phí và thời gian thay khuôn và đồ gá. Ngoài ra, một hệ thống sản xuất linh hoạt có thể đáp ứng nhanh hơn những thay đổi về nhu cầu của thị trường với sản phẩm dịch vụ của doanh nghiệp.

Việc này giúp giảm đáng kể những chi phí và lãng phí. 1: Sự khác nhau giữa sản xuất truyền thống và sản xuất tinh gọn. Tiêu chí Sản xuất truyền thống Sản xuất tinh gọn Định hướng Cung cấp(đẩy) Khách hàng(kéo) Kế hoạch Dựa vào dự báo bán hàng Theo đơn đặt hàng Quy mô sản xuất Lớn Nhỏ Tập trung trách nhiệm thuộc Phân tán, trách nhiệm Kiếm soát chát lượng về nhân viên kiểm tra thuộc về CNSX Hàng tồn kho Giữa các công đoạn rất lớn Không có hoặc rất ít Chuyển giao Về kho tập trung Giữa các công đoạn Ngắn, chủ yếu là thời Chu kì sản xuất Dài do gián đoạn gian tác nghiệp ( Nguồn: Lean manufacturing ) 1. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT TRONG CÔNG TY 1.

Bố trí mặt bằng. Khái niệm Bố trí mặt bằng sản xuất (Plant Layout) là quá trình tổ chức, sắp xếp, định dạng về mặt không gian cho máy móc, thiết bị, những khu vực làm việc, các bộ phận phục vụ sản xuất và cung cấp dịch vụ. Bố trí mặt bằng sản xuất không chỉ áp dụng cho các doanh nghiệp xây dựng mới mà còn bao gồm cả doanh nghiệp thay đổi quy mô sản xuất, thay đổi thiết kế sản phẩm, quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm mới hoặc thậm chí là cách bố trí hiện tại không hợp lý, cần điều chỉnh lại. Chỉ tiêu bố trí mặt bằng Khi doanh nghiệp bố trí mặt bằng sản xuất tốt sẽ đạt được phần lớn các chỉ tiêu có thể kể đến như sau: - Thuận tiện trong việc tiếp nhận, vận chuyển nguyên vật liệu, đóng gói, dự trữ và giao hàng.

- Tối thiểu hoá chi phí vận chuyển nguyên vật liệu/sản phẩm. - Sử dụng không gian nhà xưởng hiệu quả. - Tuân thủ các quy định về phòng chống cháy nổ, điều kiện ánh sáng, thông gió, chống ồn, chống rung, bụi,. đảm bảo an toàn và an ninh cho công nhân viên khi làm việc.

- Có tính linh hoạt cao để thích ứng với sự thay đổi. 12 - Tạo sự thuận tiện, dễ dàng trong việc kiểm tra, kiểm soát các hoạt động một cách liên tục. Năng suất lao động 1. Khái niệm Bằng việc áp dụng SX Lean và quá trình sản xuất doanh nghiệp có thể đạt được mục tiêu nâng cao năng suất lao động và gia tăng sản lượng sản xuất một cách liên tục.

Bản chất của SX Lean là liên tục loại bỏ lãng phí thông qua hoạt động cải tiến nhằm giúp người lao động thực hiện công việc được dễ dàng và nhanh chóng hơn. Do đó, thời gian để hoàn thành một đơn vị công việc có xu hướng giảm xuống liên tục, điều này đồng nghĩa với việc năng suất lao động tại từng vị trí làm việc được tăng lên. Bằng cách vừa giảm thời gian nhàn rỗi của công nhân, đồng thời phải đảm bảo công nhân đạt năng suất cao nhất trong thời gian làm việc (không thực hiện những công việc hay thao tác không cần thiết).