Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh hội nhập kinh tế quốc tế, yêu cầu từ các chuỗi cung ứng toàn cầu đòi hỏi các doanh nghiệp sản xuất phụ trợ phải kiểm soát chặt chẽ chất lượng sản phẩm từ khâu nguyên vật liệu đầu vào đến thành phẩm cuối cùng. Việc tập trung phát hiện và loại trừ nguyên nhân gốc rễ gây ra sai lỗi trong quá trình sản xuất thay vì xử lý phế phẩm sau công đoạn là yêu cầu cấp thiết để tối ưu hóa chi phí chất lượng kém (COPQ).

Công ty TNHH Cơ Khí Chính Xác SMC Phú Mỹ (thành lập ngày 19/01/2021 tại Khu Công nghiệp Phú Mỹ II, Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, trực thuộc Công ty Cổ phần Đầu tư Thương mại SMC) chuyên gia công đột dập và định hình linh kiện kim loại chính xác. Nhà máy đã cung cấp thành phẩm thương mại cho Công ty TNHH Điện Tử Samsung HCMC CE Complex (SEHC) từ tháng 2/2022. Tại nhà máy, dây chuyền sản xuất bao gồm 02 dây chuyền dập và 03 chuyền lắp ráp. Qua quá trình theo dõi số liệu chất lượng công đoạn, chuyền lắp ráp chi tiết Assy Plate Door (bán thành phẩm cánh cửa tủ lạnh) phát sinh tỷ lệ phế phẩm và lỗi công đoạn cao nhất. Nhóm cải tiến Track Fast (TF) của công ty, với sự hỗ trợ chuyên môn từ các chuyên gia SEHC, đã tiến hành triển khai dự án cải tiến chất lượng dựa trên tiến trình Six Sigma.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể gồm:

  1. Phân tích thực trạng công tác kiểm soát chất lượng chuyền Assy Plate Door tại Công ty TNHH Cơ Khí Chính Xác SMC Phú Mỹ.
  2. Xác định nguyên nhân của các lỗi thường gặp trong chuyền từ đó tìm hướng giải quyết vấn đề.
  3. Áp dụng phương pháp DMAIC trong Six Sigma để cải tiến tỷ lệ lỗi công đoạn sản phẩm tại chuyền Assy Plate Door.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Lỗi công đoạn lắp ráp (Assy) của sản phẩm Assy Plate Door tại nhà máy.
  • Phạm vi không gian: Dây chuyền sản xuất và lắp ráp sản phẩm Assy Plate Door tại Công ty TNHH Cơ Khí Chính Xác SMC Phú Mỹ.
  • Phạm vi thời gian: Thu thập dữ liệu và triển khai thử nghiệm từ tháng 9/2022 đến tháng 12/2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận vận dụng hệ phương pháp quản lý chất lượng Six Sigma và mô hình cải tiến quy trình DMAIC (Define - Measure - Analyze - Improve - Control) kế thừa từ chu trình PDCA của Deming (dẫn theo tài liệu của Nguyễn Tiến Thức, 2017). Về mặt lý thuyết thống kê, Six Sigma đo lường năng lực quá trình thông qua số lỗi trên một triệu cơ hội (DPMO/PPM), hướng tới mức 6 Sigma tương ứng tỷ lệ đạt 99,99966% hay không quá 3,4 lỗi trên một triệu cơ hội.

Cấp độ Sigma Tỷ lệ đạt của quá trình Tỷ lệ lỗi (PPM)
1 Sigma 30,9% 691.462
2 Sigma 69,1% 308.538
3 Sigma 93,3% 66.807
4 Sigma 99,38% 6.210
5 Sigma 99,977% 233
6 Sigma 99,99966% 3,4

Nghiên cứu sử dụng kết hợp các phương pháp và công cụ quản trị chất lượng:

  • Biểu đồ Pareto: Ứng dụng quy tắc 80-20 nhằm phân loại và cô lập dạng sai lỗi chiếm tỷ trọng lớn nhất cần ưu tiên xử lý.
  • Sơ đồ SIPOC: Mô hình hóa tổng quan hệ thống từ Nhà cung cấp (Supplier), Đầu vào (Input), Quá trình (Process), Đầu ra (Output) đến Khách hàng (Customer).
  • Biểu đồ nhân quả (Cause & Effect Diagram / Fishbone): Phân tích nguyên nhân tiềm ẩn dựa trên bộ khung 5M1E (Con người, Máy móc, Vật liệu, Phương pháp, Đo lường, Môi trường).
  • Ma trận triển khai chức năng FDM (Function Deployment Matrix): Chấm điểm xác suất gây lỗi của các nguyên nhân từ mức 1 (rất thấp) đến 10 (rất cao) nhằm tính tỷ lệ phần trăm tác động và tỷ lệ tích lũy.
  • Thống kê suy diễn trên phần mềm Minitab: Sử dụng biểu đồ hộp (Boxplot) để khảo sát phân bố dao động và kiểm định giả thuyết hai tỷ lệ (2-Proportion Test) với mức ý nghĩa $\alpha = 0,05$ (độ tin cậy 95%) để xác định mức độ sai khác có ý nghĩa thống kê ($P\text{-value} < 0,05$).
  • Ma trận Pugh (Pugh Matrix): Đánh giá định lượng các phương án cải tiến thay thế dựa trên đường cơ sở (Baseline) bằng thang điểm cộng (+) và trừ (-).
  • Kỹ thuật động não (Brainstorming), phương pháp 5 Tại sao (5 Whys), Phiếu kiểm tra (Check Sheet) và Biểu đồ kiểm soát (Control Chart).

Nguồn dữ liệu:

  • Dữ liệu thứ cấp: Hồ sơ kiểm soát chất lượng nội bộ từ phòng Quản lý chất lượng (QA/QC), các biểu mẫu kiểm tra AQL, quy trình vận hành máy dập và tiêu chuẩn công đoạn.
  • Dữ liệu sơ cấp: Thu thập trực tiếp trên chuyền Assy Plate Door thông qua lấy mẫu kiểm định công đoạn (PQC) và ghi nhận thực nghiệm của nhóm dự án Track Fast.

Tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng tại công ty: Áp dụng hệ thống giới hạn chất lượng chấp nhận (AQL) gồm: kiểm tra vật tư đầu vào IQC (ngoại quan mức S4, AQL 0,65; kích thước mức S2, AQL 0,65 min check 5); kiểm soát công đoạn PQC; kiểm soát đầu ra OQC (mức S4, AQL 0,65); và kiểm soát chất lượng khách hàng do nhân viên Chăm sóc khách hàng (CS) kiểm tra toàn bộ (100%) theo chuẩn AQL (S4, 0,65) trước khi bàn giao cho bộ phận IQC của SEHC.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu Công ty TNHH Cơ Khí Chính Xác SMC Phú Mỹ

Chương này khái quát quá trình hình thành hệ thống SMC từ năm 1988 và sự ra đời của Công ty TNHH Cơ Khí Chính Xác SMC Phú Mỹ vào đầu năm 2021. Nhà máy có trang thiết bị đồng bộ nhập khẩu từ Hàn Quốc, gồm 02 dây chuyền dập liên hoàn và 01 máy dập đơn với tổng công suất 2 triệu sản phẩm/năm, cung cấp linh kiện cho các hãng lớn như Samsung, BOE, TCL. Ba nhóm linh kiện cơ khí chính gồm: Assy Cover Top, Assy Frame Front và Assy Plate Door.

Tác giả mô tả chi tiết sản phẩm Assy Plate Door và quy trình lắp ráp gồm nhiều bước nối tiếp: Dán Decal mút, Tháo vinyl, Dán băng keo nhôm, Định vị gá Cam Hinge, Dán keo nhôm, Kiểm tra đánh dấu, Dán Seam Seal, Gắn Grommet Hinge, Bắn Rivet LH, Bắn Rivet RH, sau đó bộ phận PQC kiểm tra ngoại quan và kích thước theo chuẩn AQL trước khi đặt sản phẩm lên xe Trolley.

Bên cạnh các ưu thế về máy móc ngoại nhập, quy trình quản lý bài bản và chính sách đào tạo tay nghề 3 tháng/lần, tác giả chỉ ra các hạn chế vật lý phát sinh tại hiện trường:

  • Thanh chắn ngang xe Trolley dùng chứa hàng cứng, gây trầy xước sản phẩm khi va đập trong quá trình vận chuyển nội bộ.
  • Đầu súng bắn rivet bằng kim loại cọ xát trực tiếp vào bề mặt tấm Plate Door gây xước sơn.
  • Khuôn dập chi tiết gia cường Reinf Door In sau thời gian vận hành bị sai lệch vị trí lỗ, dẫn đến việc công nhân lắp ráp phải dùng búa đóng rivet gây ma sát bề mặt.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày có hệ thống các khái niệm cốt lõi của Six Sigma, phương pháp chuyển đổi hiệu suất hoạt động sang chỉ số PPM và cấp độ Sigma. Nội dung trọng tâm tập trung vào chu trình DMAIC:

  • Giai đoạn Xác định (Define): Sử dụng Project Charter, sơ đồ quy trình, biểu đồ xu hướng và biểu đồ Pareto để xác lập bài toán chất lượng.
  • Giai đoạn Đo lường (Measure): Áp dụng lưu đồ quá trình, ma trận X-Y, biểu đồ nhân quả C&E, kế hoạch lấy mẫu và đánh giá hệ thống đo lường.
  • Giai đoạn Phân tích (Analyze): Kiểm chứng các nguyên nhân gốc rễ bằng biểu đồ, kỹ thuật 5 Whys, hồi quy, ANOVA và phép thử 2-Proportion Test.
  • Giai đoạn Cải tiến (Improve): Tìm kiếm và sàng lọc phương án bằng Brainstorming, sơ đồ quy trình tối ưu và Ma trận Pugh.
  • Giai đoạn Kiểm soát (Control): Chuẩn hóa quy trình thông qua Kế hoạch kiểm soát (Control Plan), biểu đồ kiểm soát và Phiếu kiểm tra (Check Sheet).

Tác giả trình bày nguyên lý toán học và các bước thực hiện của 11 công cụ thống kê sử dụng trong dự án, bao gồm cách chia nhóm 5M1E trong biểu đồ xương cá, thang tính điểm FDM, cách đọc biểu đồ hộp Boxplot và quy trình thiết lập cặp giả thuyết $H_0$, $H_a$ để tính $P\text{-value}$ trên phần mềm Minitab.

Chương 3: Giai đoạn Xác định, Đo lường, Phân tích

  • Giai đoạn Xác định (Define): Dự án thành lập nhóm cải tiến Track Fast, lập kế hoạch tiến độ và xây dựng sơ đồ SIPOC. Biểu đồ Pareto dữ liệu tháng 9/2022 cho thấy lỗi công đoạn tại chuyền Assy Plate Door là nhóm lỗi có tần suất cao nhất, trong đó lỗi trầy xước bề mặt là dạng lỗi trọng điểm chiếm tỷ trọng áp đảo cần ưu tiên xử lý.
  • Giai đoạn Đo lường (Measure): Thiết lập các tiêu chí thực hiện then chốt (CTQ/Ys), xác định đường cơ sở năng lực hiện tại của quy trình. Thông qua Brainstorming và biểu đồ nhân quả 5M1E, nhóm dự án liệt kê các yếu tố đầu vào tiềm năng ($X$). Tiếp tục sử dụng Ma trận FDM để xếp hạng mức độ nghiêm trọng và tỷ lệ phần trăm tác động tích lũy, nhóm xác định được 4 biến nguyên nhân chủ chốt ($X_1, X_2, X_3, X_4$).
  • Giai đoạn Phân tích (Analyze): Nhóm tiến hành lấy mẫu thực tế và kiểm định giả thuyết thống kê trên Minitab:
    • Biến $X_1$: Khảo sát ảnh hưởng của thanh chắn ngang xe Trolley không có lớp đệm so với khi có lớp đệm. Kết quả phân tích biểu đồ Boxplot và phép thử tỷ lệ cho thấy việc thiếu đệm lót gây va đập trực tiếp vào Chassis là tác nhân có ý nghĩa thống kê làm phát sinh vết trầy.
    • Biến $X_2$: Phân tích ma sát giữa đầu súng bắn rivet bằng kim loại với tấm Plate Door. Kiểm định thống kê khẳng định đầu súng kim loại tạo ra tỷ lệ trầy xước cao hơn rõ rệt so với việc thử nghiệm thay thế bằng vật liệu mềm khác.
    • Biến $X_3$: Khảo sát chi tiết Reinf Door In bị dập lệch tâm lỗ so với Chassis và tấm Plate Door. Phân tích dữ liệu kiểm định xác nhận khi lỗ dập bị lệch, thao tác dùng búa đóng rivet dẫn đến ma sát cơ học làm tăng đột biến tỷ lệ trầy xước bề mặt.
    • Biến $X_4$: Kiểm tra tác động của việc có hay không có văn bản hướng dẫn thao tác chuẩn khi bắn rivet; số liệu chứng minh đây cũng là một nhân tố ảnh hưởng đến độ ổn định thao tác của công nhân.

Chương 4: Giai đoạn Cải tiến và Kiểm soát

  • Giai đoạn Cải tiến (Improve): Nhóm dự án lập kế hoạch cải tiến và áp dụng Ma trận Pugh Matrix để so sánh các giải pháp thay thế đối với từng nguyên nhân đã được chứng minh:
    • Đối với $X_1$: Lựa chọn phương án bọc lớp đệm đàn hồi giảm chấn chuyên dụng lên toàn bộ thanh chắn ngang của các xe Trolley chứa hàng Assy Plate Door.
    • Đối với $X_2$: Lựa chọn giải pháp thay thế đầu súng bắn rivet kim loại bằng đầu bọc vật liệu nhựa kỹ thuật nhằm triệt tiêu ma sát gây xước khi chạm vào tấm Plate Door.
    • Đối với $X_3$: Can thiệp kỹ thuật trực tiếp vào bộ khuôn dập Reinf Door In, hiệu chỉnh lại cối và chày dập để đảm bảo các lỗ dập đạt độ đồng tâm tuyệt đối với Chassis và Plate Door, loại bỏ hoàn toàn việc công nhân gõ búa thủ công.
    • Kiểm chứng kết quả: Thử nghiệm thực tế ghi nhận tỷ lệ lỗi trầy xước tại các điểm kiểm chứng giảm rõ rệt so với dữ liệu trước cải tiến.
  • Giai đoạn Kiểm soát (Control): Để duy trì kết quả bền vững, nhóm dự án thiết lập Kế hoạch kiểm soát (Control Plan), áp dụng các phiếu kiểm tra Check Sheet chuyên biệt để theo dõi tỷ lệ phát sinh lỗi trầy xước cho từng yếu tố cải tiến ($X_1, X_2, X_3$). Định kỳ vẽ biểu đồ kiểm soát Control Chart để giám sát sự ổn định của quy trình lắp ráp, ngăn ngừa lỗi tái diễn.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã ứng dụng chu trình DMAIC để xử lý bài toán chất lượng tại chuyền Assy Plate Door của Công ty TNHH Cơ Khí Chính Xác SMC Phú Mỹ.

Hạng mục lỗi / Nguyên nhân ($X$) Thực trạng trước cải tiến Giải pháp triển khai Kết quả kiểm chứng thực tế
$X_1$: Va đập thanh chắn xe Trolley Thanh chắn kim loại cứng, không bọc lót, gây trầy xước khung Chassis khi xe di chuyển Bổ sung lớp đệm giảm chấn bề mặt lên thanh chắn xe Trolley Loại trừ va đập kim loại; tỷ lệ xước do vận chuyển nội bộ được kiểm soát
$X_2$: Ma sát thao tác bắn rivet Đầu súng bắn rivet bằng kim loại cọ sát vào tấm Plate Door Thay thế đầu súng kim loại bằng đầu súng gia công từ nhựa Loại bỏ vết cọ xát cơ học trên mặt sơn tấm cửa khi công nhân thao tác
$X_3$: Sai lệch đồng tâm lỗ dập Khuôn dập Reinf Door In bị lệch lỗ, công nhân dùng búa đóng rivet làm xước bề mặt Điều chỉnh độ đồng tâm của khuôn dập Reinf Door In Các lỗ dập ăn khớp chính xác với Chassis và Plate Door, chấm dứt việc dùng búa
Hệ thống theo dõi và giám sát Chưa có công cụ giám sát biến động chuyên biệt theo nguyên nhân Ban hành Check Sheet riêng cho $X_1, X_2, X_3$ và lập Control Chart Dữ liệu tỷ lệ lỗi được cập nhật liên tục, đảm bảo quy trình ổn định lâu dài

Đóng góp của khóa luận:

  • Về mặt thực tiễn: Giải quyết trực tiếp các vấn đề kỹ thuật tại hiện trường nhà máy SMC Phú Mỹ, giảm thiểu tỷ lệ lỗi công đoạn lắp ráp cánh cửa tủ lạnh cung ứng cho chuỗi sản xuất của Samsung Điện Tử (SEHC).
  • Về mặt phương pháp: Cung cấp mô hình mẫu kết hợp giữa các công cụ định tính (5M1E, SIPOC, Brainstorming) với phân tích định lượng (FDM, Boxplot, kiểm định 2-Proportion Test trên Minitab và Pugh Matrix) trong phân tích lỗi sản xuất cơ khí chính xác.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận ghi nhận một số giới hạn trong phạm vi nghiên cứu:

  • Phạm vi thời gian nghiên cứu và lấy mẫu thực nghiệm giới hạn trong khoảng thời gian 4 tháng (từ tháng 9/2022 đến tháng 12/2022).
  • Về phạm vi đối tượng, đề tài mới chỉ tập trung phân tích và xử lý dạng lỗi trầy xước trên một chuyền lắp ráp duy nhất là chuyền Assy Plate Door, chưa mở rộng sang hai chuyền lắp ráp còn lại cũng như hai sản phẩm chính khác của nhà máy là Assy Cover Top và Assy Frame Front.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Tiếp tục theo dõi dữ liệu tỷ lệ lỗi dài hạn trên biểu đồ kiểm soát nhằm tính toán lại chỉ số năng lực quy trình ($C_{pk}$) sau khi các giải pháp đã đi vào vận hành ổn định.
  • Mở rộng việc áp dụng chu trình DMAIC sang công đoạn dập liên hoàn (Press) và các dây chuyền lắp ráp linh kiện tủ lạnh, máy giặt khác trong nhà máy.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Quản lý công nghiệp, Kỹ thuật hệ thống công nghiệp và Đảm bảo chất lượng: Tham khảo quy trình chuẩn triển khai một dự án Six Sigma DMAIC gắn liền với thực tế nhà máy sản xuất phụ trợ.
  • Kỹ sư QA/QC và cán bộ cải tiến quy trình (Continuous Improvement) trong các doanh nghiệp cơ khí chế tạo: Có thể áp dụng trực tiếp biểu mẫu triển khai chức năng FDM để sàng lọc nguyên nhân, phương pháp kiểm định giả thuyết 2-Proportion Test trên Minitab để xác minh số liệu, và Ma trận Pugh để lựa chọn giải pháp cải tiến tối ưu.
  • Độc giả quan tâm đến hệ thống kiểm soát chất lượng linh kiện điện gia dụng: Có được góc nhìn cụ thể về cách thiết lập các trạm kiểm tra AQL (IQC, PQC, OQC, CS) phục vụ chuỗi cung ứng khắt khe của tập đoàn Samsung.

Câu hỏi thường gặp

1. Dạng sai lỗi nào được xác định là vấn đề trọng tâm cần giải quyết trong dự án này?
Dựa trên biểu đồ Pareto thống kê lỗi công đoạn tháng 9/2022 tại chuyền Assy Plate Door, lỗi trầy xước bề mặt là dạng lỗi xuất hiện nhiều nhất, chiếm tỷ trọng cao nhất trong cơ cấu sai lỗi của chuyền lắp ráp cánh cửa tủ lạnh.

2. Ba nguyên nhân vật lý cốt lõi nào gây ra lỗi trầy xước đã được chứng minh qua kiểm định thống kê?
Ba nguyên nhân chính gồm:

  • $X_1$: Thanh chắn ngang của xe Trolley chứa hàng bằng kim loại cứng, không có lớp đệm gây va đập làm trầy khung Chassis khi vận chuyển.
  • $X_2$: Đầu súng bắn rivet bằng kim loại tiếp xúc và cọ xát cơ học vào bề mặt tấm Plate Door khi công nhân thao tác.
  • $X_3$: Chi tiết Reinf Door In từ công đoạn dập bị lệch lỗ so với Chassis và tấm Plate Door, buộc công nhân phải dùng búa tác động lực để gõ rivet vào vị trí, tạo ra ma sát gây trầy xước.

3. Ma trận Pugh (Pugh Matrix) được nhóm nghiên cứu sử dụng nhằm mục đích gì ở Chương 4?
Ma trận Pugh được sử dụng ở giai đoạn Cải tiến (Improvement) để so sánh định lượng các phương án giải pháp kỹ thuật thay thế so với hiện trạng (đường cơ sở). Nhóm dự án chấm điểm cộng (+) hoặc trừ (-) theo các tiêu chí kỹ thuật để chọn ra giải pháp có tổng điểm cao nhất: bọc đệm thanh chắn xe Trolley ($X_1$), thay đầu súng kim loại bằng đầu nhựa ($X_2$), và căn chỉnh khuôn dập đảm bảo đồng tâm lỗ ($X_3$).

4. Nhà máy áp dụng tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng AQL ở những công đoạn nào?
Tiêu chuẩn AQL được áp dụng xuyên suốt ở cả 4 trạm kiểm soát chất lượng:

  • Đầu vào (IQC): Kiểm tra ngoại quan theo AQL (S4, 0,65), kiểm tra kích thước theo AQL (S2, 0,65) lấy mẫu tối thiểu 5 sản phẩm.
  • Công đoạn (PQC): Kiểm tra ngoại quan, số lượng, kích thước theo tiêu chuẩn AQL trước khi xếp lên xe Trolley.
  • Đầu ra (OQC): Bốc mẫu kiểm tra trước khi xuất kho theo AQL (S4, 0,65).
  • Khách hàng (CS): Nhân viên chăm sóc khách hàng kiểm tra toàn bộ 100% lô hàng theo chuẩn AQL (S4, 0,65) trước khi bàn giao cho bộ phận tiếp nhận của Samsung Điện Tử HCMC (SEHC).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Thị Kim Hằng đã phản ánh trọn vẹn tiến trình triển khai dự án cải tiến chất lượng thực tế tại Công ty TNHH Cơ Khí Chính Xác SMC Phú Mỹ theo phương pháp DMAIC trong Six Sigma. Bằng việc kết hợp chặt chẽ các công cụ thống kê như biểu đồ Pareto, ma trận FDM, kiểm định 2-Proportion trên Minitab và ma trận Pugh, nghiên cứu đã cô lập chính xác và xử lý triệt để ba nguyên nhân cốt lõi gây lỗi trầy xước trên chuyền lắp ráp Assy Plate Door. Các giải pháp kỹ thuật gồm bổ sung đệm lót xe đẩy, thay đầu súng bắn rivet bằng vật liệu nhựa và hiệu chỉnh độ đồng tâm của khuôn dập đã chứng minh hiệu quả qua thử nghiệm thực tế. Công trình cung cấp một tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng cao cho sinh viên ngành Quản lý công nghiệp cũng như các kỹ sư kiểm soát chất lượng trong ngành công nghiệp cơ khí phụ trợ.