Luận văn thạc sĩ về tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho sản phẩm thiết bị điện

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật công nghiệp nghiên cứu tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho thiết bị điện, nâng cao hiệu suất sản xuất và chất lượng sản phẩm.

• Tác giả: Nguyễn Thành Luân
• Người hướng dẫn: TS. Phan Thị Mai Hà
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật công nghiệp
• Đề tài: Tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho sản phẩm thiết bị điện
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung

Trong bối cảnh cạnh tranh gay gắt hiện nay, việc tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho sản phẩm thiết bị điện trở thành một yêu cầu cấp thiết. Công ty Thí nghiệm Điện miền Nam đang đối mặt với những thách thức từ việc tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất. Mục tiêu chính của luận văn này là tăng năng suất đúc nhựa tối thiểu 30% và giảm chi phí nhân công tối thiểu 30%. Điều này không chỉ giúp công ty cải thiện lợi nhuận mà còn nâng cao môi trường làm việc cho nhân viên, từ đó giảm thiểu các rủi ro về sức khỏe do làm việc trong môi trường hóa chất độc hại.

1.1. Lý do chọn đề tài

Sự chuyển mình của nền kinh tế và yêu cầu ngày càng cao từ khách hàng đã thúc đẩy nhu cầu tái thiết kế quy trình sản xuất. Việc cải tiến này không chỉ nhằm nâng cao năng suất mà còn giúp công ty giảm thiểu chi phí sản xuất. Đặc biệt, công ty cần đáp ứng nhanh chóng các đơn hàng lớn trong thời gian ngắn hơn, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc cho nhân viên. Điều này cho thấy sự cần thiết phải áp dụng các công nghệ mới và cải tiến quy trình sản xuất hiện tại.

II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận văn dựa trên các lý thuyết về kỹ thuật hệ thống và sản xuất tinh gọn để xây dựng phương pháp nghiên cứu. Việc áp dụng các phương pháp này giúp phân tích hiện trạng và đánh giá các phương án thiết kế. Đặc biệt, phương pháp hoạch định mặt bằng theo hệ thống (SLP) được sử dụng để tối ưu hóa bố trí chuyền đúc nhựa, nhằm tăng hiệu quả sản xuất. Ngoài ra, việc nghiên cứu thời gian và đo lường công việc cũng là một phần quan trọng trong việc cải tiến quy trình sản xuất.

2.1. Phương pháp thiết kế và phân tích vận hành

Phương pháp thiết kế và phân tích vận hành là một trong những công cụ quan trọng để tái thiết kế chuyền đúc nhựa. Việc áp dụng các nguyên tắc này giúp xác định các điểm nghẽn trong quy trình sản xuất hiện tại và đề xuất các giải pháp cải tiến. Các phương pháp như phân tích thời gian và tiêu chuẩn hóa công việc sẽ được thực hiện để nâng cao hiệu suất làm việc tại các trạm sản xuất.

III. Phân tích hiện trạng chuyền đúc nhựa

Chuyền đúc nhựa hiện tại đang hoạt động với năng suất không ổn định và chi phí nhân công cao. Việc phân tích hiện trạng cho thấy cần phải cải thiện cả về mặt thiết bị và quy trình làm việc. Các vấn đề như bố trí mặt bằng chưa hợp lý và thiếu tiêu chuẩn hóa công việc đã dẫn đến tình trạng lãng phí thời gian và nguyên liệu. Do đó, việc tái thiết kế là cần thiết để nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.

3.1. Đánh giá quy trình sản xuất hiện tại

Quy trình sản xuất hiện tại có nhiều điểm yếu, bao gồm việc sử dụng nguyên liệu nhựa không hiệu quả và thời gian sản xuất kéo dài. Việc này không chỉ ảnh hưởng đến năng suất mà còn làm tăng chi phí sản xuất. Đánh giá quy trình cho thấy cần có sự thay đổi trong cách bố trí các trạm làm việc và áp dụng công nghệ mới để cải thiện hiệu suất sản xuất, từ đó đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao từ thị trường.

IV. Phương án thiết kế cải tiến

Luận văn đề xuất ba phương án tái thiết kế chuyền đúc nhựa, trong đó phương án cải tiến được lựa chọn để triển khai. Phương án này tập trung vào việc nâng cấp cơ sở hạ tầng, áp dụng thiết bị mới và tiêu chuẩn hóa quy trình làm việc. Kết quả dự kiến là tăng năng suất lên 50% và giảm chi phí nhân công xuống 33.3%. Việc này không chỉ giúp công ty tăng cường khả năng cạnh tranh mà còn cải thiện môi trường làm việc cho nhân viên.

4.1. Chi tiết phương án cải tiến

Phương án cải tiến bao gồm việc tái bố trí mặt bằng sản xuất để tối ưu hóa quy trình làm việc. Các trạm làm việc sẽ được thiết kế lại để giảm thiểu thời gian di chuyển và tăng cường tính hiệu quả. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ mới như máy móc thiết bị hiện đại sẽ giúp nâng cao năng suất và giảm thiểu các rủi ro trong quá trình sản xuất. Việc này không chỉ giúp tăng cường hiệu suất mà còn mang lại lợi ích lâu dài cho công ty.

V. Đánh giá tính khả thi và kế hoạch triển khai

Kế hoạch triển khai phương án cải tiến được xây dựng dựa trên các đánh giá về tính khả thi và hiệu quả kinh tế. Các bước triển khai cụ thể sẽ được thực hiện theo từng giai đoạn, từ việc nâng cấp cơ sở hạ tầng đến đào tạo nhân viên. Đánh giá cho thấy rằng phương án cải tiến không chỉ khả thi mà còn mang lại lợi ích kinh tế rõ rệt cho công ty. Việc áp dụng các kịch bản vận hành mới sẽ giúp công ty đáp ứng tốt hơn nhu cầu của khách hàng.

5.1. Kế hoạch triển khai chi tiết

Kế hoạch triển khai bao gồm các bước cụ thể từ việc nâng cấp thiết bị đến đào tạo nhân viên. Các kịch bản vận hành sẽ được xây dựng để đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra suôn sẻ. Đánh giá tính khả thi của từng bước sẽ được thực hiện để đảm bảo rằng các cải tiến mang lại hiệu quả như mong đợi. Việc này sẽ giúp công ty tăng cường khả năng cạnh tranh và đáp ứng tốt hơn nhu cầu của thị trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu nêu lên lý do lựa chọn đề tài, đưa ra các mục tiêu nghiên cứu, những nội dung thực hiện, phạm vi giới hạn và cấu trúc của luận văn. Chương 2: Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận Nội dung của chương 2: Trình bày các cơ sở lý thuyết, các nghiên cứu có liên quan và đưa ra phương pháp luận phù hợp để thực hiện đề tài. Chương 3: Giới thiệu về đối tượng nghiên cứu và phân tích hiện trạng Trang 3 Tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho sản phẩm thiết bị điện Nội dung của chương 3: Trình bày các thông tin tổng quát về Công ty Thí nghiệm Điện miền Nam, nêu hiện trạng hoạt động và các vấn đề tại chuyền đúc trong sản xuất sản phẩm Biến dòng điện hạ thế cũng chính là đối tượng nghiên cứu của đề tài. Chương 4: Hình thành và lựa chọn phương án thiết kế Nội dung của chương 4 gồm có: Xác định, phân tích nhu cầu của các bên có liên quan đến quá trình tái thiết kế hệ thống chuyền đúc nhựa; Đưa ra các phương án thiết kế khả thi và lựa chọn phương án thiết kế phù hợp để triển khai thực hiện.

Chương 5: Thiết kế chuyền đúc nhựa Nội dung của chương này trình bày nội dung thiết kế chi tiết các trạm làm việc, bố trí lại mặt bằng, kịch bản vận hành và nội dung chương trình đào tạo, huấn luyện. Chương 6: Đánh giá thiết kế và Kế hoạch triển khai Nội dung chương 6 trình bày mô hình thử nghiệm các trạm làm việc, đánh giá tính khả thi của phương án thiết kế, kế hoạch tổ chức triển khai thực tế và một số kết quả đã thực hiện được tại thời điểm kết thúc thời gian thực hiện luận văn. Chương 7: Kết luận và kiến nghị Nội dung của chương cuối cùng đưa ra kết luận cuối cùng về vấn đề đã nghiên cứu, và các kiến nghị, phương hướng mở rộng nghiên cứu trong tương lai. Trang 4 Tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho sản phẩm thiết bị điện CHƯƠNG 2.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN 2. Kỹ thuật hệ thống Kỹ thuật hệ thống (Systems Engineering) là một phương pháp đa ngành dùng để phát triển, kiểm tra một tập hợp tối ưu và tích hợp của các thiết kế sản phẩm, quy trình thỏa mãn nhu cầu của người dùng và cung cấp thông tin cho người ra quyết định [1]. Mục tiêu của của kỹ thuật hệ thống gồm có: Đưa ra các hệ thống thỏa mãn nhu cầu và kỳ vọng của khách hàng; Tăng xác suất thành công; Giảm rủi ro và Giảm chi phí chu kỳ toàn bộ vòng đời của sản phẩm. Phương pháp tiếp cận kỹ thuật hệ thống bao gồm ba giai đoạn là phát triển ý niệm, phát triển kỹ thuật và hậu phát triển được chia thành các bước như sau:[2] Bước 1: Phân tích nhu cầu Đây là bước đầu tiên nhằm xác định các nhu cầu tạo tiền đề cho một hệ thống mới và chứng minh được tính khả thi về đáp ứng nhu cầu với chi phí và rủi ro chất nhận được.

Phân tích nhu cầu là trả lời cho các câu hỏi:  Tại sao cần hệ thống mới;  Hệ thống mới thể hiện khả năng gì?  Làm sao đảm bảo được khả năng đó? Bước 2: Thiết kế ý niệm Thiết kế ý niệm nhằm xác định các chức năng, nhiệm vụ ở cấp hệ thống mà ta muốn hệ thống phải có để đáp ứng yêu cầu khách hàng. Thiết kế ý niệm thông thường trả lời các câu hỏi để thiết lập mục tiêu khả thi cho việc xây dựng hệ thống mới:  Nhiệm vụ nào của hệ thống đáp ứng nhu cầu đã đặt ra? Trang 5 Tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho sản phẩm thiết bị điện  Có hay không ít nhất một phương pháp để hệ thống thực hiện được các nhiệm vụ đó với chi phí chấp nhận được? Bước 3: Thiết kế sơ khởi Mục tiêu chính của thiết kế sơ khởi là chuyển đổi yêu cầu chức ở năng ở mức hệ thống thành các yêu cầu kỹ thuật thiết kế cần thiết của các hệ thống con. Sự chuyển đổi này là cần thiết để cung cấp một cơ sở rõ ràng và định lượng cho việc lựa chọn một ý tưởng cho hệ thống. Các hoạt động chính của thiết kế sơ khởi bảo gồm: Phân tích yêu cầu của hệ thống con, phân bổ yêu cầu cho hệ thống con và xem xét lại thiết kế sơ khởi.

Để có quyết định cuối cùng về thiết kế thì phân tích đánh đổi cần được thực hiện dựa trên các tiêu chí lựa chọn phương án. Bước 4: Thiết kế chi tiết Thiết kế chi tiết mô tả chi tiết các bộ phận cấu thành hệ thống con, định rõ các đặc tính của các bộ phận, hoàn thiện thiết kế tất cả các giao diện cần thiết cho việc tích hợp hệ thống, phát triển mẫu thử của hệ thống để thử nghiệm và đánh giá. Phương pháp thiết kế và phân tích vận hành Phương pháp thiết kế hệ thống và phân tích vận hành hay còn được gọi là nghiên cứu công việc, tái thiết kế quá trình hay tái thiết kế quá trình kinh doanh, là các hoạt động phân tích và thiết kế các hệ thống và phương pháp công việc bao gồm dụng cụ, thiết bị, công nghệ, không gian làm việc, mặt bằng và môi trường làm việc. [3] Tái thiết kế hệ thống hay tái cấu trúc (Re-engineering) là sự suy nghĩ lại một cách nền tảng, gốc rễ và thiết kế lại triệt để các quá trình kinh doanh bằng các phương pháp hiệu quả, hiện đại để đạt được các cải thiện đáng kể hiệu năng của doanh nghiệp như chi phí, chất lượng, dịch vụ và tốc độ.[4] Mục tiêu của phương pháp thiết kế và phân tích vận hành nhằm tăng năng lực và năng suất, giảm thời gian sản xuất, giảm giá thành sản phẩm và chi phí nhân công, cải thiện môi trường làm việc.

Trang 6 Tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho sản phẩm thiết bị điện Quá trình tái thiết kế hệ thống sản xuất đã được áp dụng để tái thiết kế chuyền lắp ráp trong một công ty trong lĩnh vực điện tử sử dụng các công cụ của sản xuất tinh gọn như loại bỏ lãng phí, tiêu chuẩn hóa công việc, thiết kế công việc, thay đổi mặt bằng giúp giảm 40 % nguồn nhân lực với sản lượng không đổi, tiết kiệm 30% diện tích mặt bằng và giảm thời gian giao hàng trung bình từ 7.5 ngày xuống còn 3 ngày [5] Phương pháp phân tích vận hành tập trung vào việc nghiên cứu một phương pháp hoặc một quá trình hiện tại. Mục tiêu của phương pháp phân tích nhằm loại bỏ những hoạt động hay yếu tố không cần thiết, không làm gia tăng giá trị; Kết hợp các yếu tố và vận hành; Sắp xếp lại các yếu tố theo hướng hợp lý, logic hơn và Đơn giản hóa các yếu tố và vận hành. Các kỹ thuật được sử dụng trong phân tích vận hành và thiết kế công việc như: Các công cụ thu thập và thống kê dữ liệu; Sử dụng các sơ đồ và giản đồ; Nghiên cứu chuyển động và thiết kế công việc; Hoạch định mặt bằng; Đo lường công việc; Các xu hướng mới… Phương pháp thiết kế bao gồm: 1. Thiết kế mới một phương pháp hoặc quá trình mới để đáp ứng yêu cầu cho một sản phẩm, dịch vụ mới 2.

Tái thiết kế một phương pháp hoặc quá trình hiện tại trên cơ sở phân tích phương pháp trước đó. Hướng tiếp cận phương pháp thiết kế và phân tích vận hành được thực hiện theo 06 bước như sau: Bước 1: Xác định vấn đề và các mục tiêu - Vấn đề trong nghiên cứu tái thiết kế hệ thống có thể là năng suất thấp, chi phí cao, phương pháp không hiệu quả hoặc nhu cầu áp dụng một phương pháp mới hoặc một phương thức vận hành mới. - Mục tiêu là các cải tiến mong muốn hoặc thiết kế các phương pháp mới. Các mục tiêu có thể là tăng năng suất, giảm các nội dung và chi phí nhân công, Trang 7 Tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho sản phẩm thiết bị điện cải thiện sự an toàn hoặc phát triển một phương pháp hay phương thức vận hành mới.

Bước 2: Phân tích hiện trạng và xác định nhu cầu - Thu thập dữ liệu và các hoạt động phân tích hiện trạng, loại vận đề đang được nghiên cứu. - Các hoạt động đó bao gồm: Xác định chức năng chủ chốt của vận hành; Thu thập các thông tin nền tảng; Quan sát quá trình hiện tại hoặc quan sát các quá trình tương tự nếu vấn đề liên quan đến thiết kế công việc mới; Thu thập các dưc liệu về vận hành hiện tại và tài liệu chi tiết để phục vụ cho việc đánh giá; Phát triển một mô hình toán hoặc của quá trình hoặc sử dụng mô hình toán học hiện có; Thực hiện mô phỏng máy tính quá trình; Sử dụng các kỹ thuật vẽ biểu đồ. Bước 3: Hình thành các phương án thực hiện - Luôn có nhiều cách để thực hiện một tác vụ hoặc hoàn thành một quá trình, một vài trong số các lựa chọn là năng suất và hiệu quả hơn so với lựa chọn khác. - Mục địch của bước này trong phương pháp giải quyết vấn đề không phải là để xác định giải pháp thay thế tốt nhất mà là để hình thành tất cả các giải pháp thay thế khả thi.

Bước 4: Đánh giá các phương án và lựa chọn phương án tốt nhất Bước này bao gồm một đánh giá có tính hệ thống của các giải pháp và lựa chọn giải pháp tốt nhất trong số đó dựa trên nền tảng của định nghĩa ban đầu của các vấn đề và các mục tiêu đặt ra. Bước 5: Triển khai phương án lựa chọn với phương pháp tốt nhất Triển khai áp dụng giải pháp đã lựa chọn gồm: giới thiệu những thay đổi được đề xuất trong phương pháp hoặc vận hành hiện có, hoặc áp dụng phương pháp hoặc quá trình mới. Trang 8 Tái thiết kế chuyền đúc nhựa cho sản phẩm thiết bị điện - Cách thức này có thể liên quan đến các nghiên cứu thí điểm, các thử nghiệm mới hoặc sửa đổi. - Hoạt động triển khai cũng bao gồm các tài liệu đầy đủ về phương pháp mới hoặc sửa đổi và sự thay thế cho các tài liệu trước đây.

Bước 6: Kiểm soát và theo dõi dự án nghiên cứu Thực hiện việc đánh giá và theo dõi xuyên suốt dự án nghiên cứu liên quan đến phương pháp thiết kế và phân tích vận hành. Các nội dung gồm có: - Mức độ thành công của dự án đối với các vấn đề và mục tiêu ban đầu đặt ra; - Đưa ra các kết quả áp dụng triển khai; - Điều gì cần bổ sung trong hướng nghiên cứu tiếp theo.