Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh ngành sản xuất công nghiệp ô tô và linh kiện phụ trợ ngày càng cạnh tranh gay gắt, việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và triệt tiêu các dạng lãng phí đóng vai trò quyết định đến năng lực duy trì hiệu quả chi phí cũng như đảm bảo chất lượng sản phẩm. Dù đã có những bước tiến đáng kể về mặt tự động hóa và công nghệ, nhiều nhà máy sản xuất vẫn đối mặt với tình trạng lãng phí vận hành làm suy giảm năng suất. Công ty TNHH Sản xuất Linh kiện Nhựa THACO (thành viên thuộc THACO INDUSTRIES, tọa lạc tại Thôn 4, xã Tam Hiệp, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam) cũng đối mặt với thách thức tương tự, đặc biệt là tại phân xưởng sơn linh kiện nhựa (paint shop) – nơi chịu trách nhiệm hoàn thiện bề mặt các chi tiết nội - ngoại thất cho xe du lịch, xe tải và xe máy của các thương hiệu như Mazda, BMW, Peugeot, Kia, Toyota, Hyundai Thành Công và Ford Việt Nam.

Khóa luận tốt nghiệp ngành Quản lý Công nghiệp của tác giả Phạm Thị Mỹ Duyên (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, năm 2025, dưới sự hướng dẫn của ThS. Lý Đức Minh) đã tiếp cận thực trạng này nhằm giải quyết các tồn đọng về hiệu suất chu kỳ và tỷ lệ khuyết tật.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể theo ba nhiệm vụ:

  1. Xác định các dạng lãng phí tồn tại tại xưởng sơn của công ty bằng phương pháp Lean Six Sigma.
  2. Định lượng hóa các cải tiến thông qua các chỉ số đo lường quy trình cụ thể như: Hiệu suất chu kỳ quy trình (Process Cycle Efficiency - PCE), Năng suất thông lượng tích lũy (Rolled Throughput Yield - RTY), và Thời gian chu kỳ (Cycle Time - CT).
  3. Đề xuất và cung cấp các biện pháp kiểm soát, phòng ngừa lãng phí nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Việc triển khai phương pháp Lean Six Sigma với trọng tâm là tiến trình DMAIC để loại trừ lãng phí và nâng cao hiệu quả sản xuất.
  • Phạm vi không gian: Phân xưởng sơn của Công ty TNHH Sản xuất Linh kiện Nhựa THACO tại Quảng Nam.
  • Phạm vi thời gian: Khảo sát, thu thập và phân tích dữ liệu vận hành từ tháng 9 năm 2024 đến tháng 11 năm 2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng dựa trên sự tích hợp giữa hai triết lý quản trị vận hành hiện đại: Lean (tập trung loại bỏ các hoạt động không tạo ra giá trị gia tăng, rút ngắn thời gian chu kỳ theo George, 2005) và Six Sigma (phương pháp tiếp cận dựa trên thống kê nhằm kiểm soát biến thiên và loại bỏ khuyết tật theo chuẩn ISO 9001:2015). Khung hành động cốt lõi là tiến trình DMAIC gồm 5 giai đoạn: Xác định (Define), Đo lường (Measure), Phân tích (Analyze), Cải tiến (Improve), và Kiểm soát (Control). Tác giả so sánh định vị DMAIC vượt trội hơn chu trình PDCA (vốn phù hợp cải tiến vi mô, thiếu công cụ thống kê chuyên sâu) và triết lý Kaizen (thiếu tính cấu trúc định lượng khắt khe để kiểm soát các biến số phức tạp trong quy trình sơn).

Hệ thống công cụ kỹ thuật được tác giả khai thác bao gồm:

  • Sơ đồ SIPOC (Supplier, Input, Process, Output, Customer): Mô hình hóa phạm vi quy trình tổng thể từ nhà cung cấp đến khách hàng nội bộ/bên ngoài.
  • Sơ đồ chuỗi giá trị (Value Stream Mapping - VSM): Trực quan hóa dòng chảy thông tin và nguyên vật liệu, phân loại hoạt động và đo lường PCE.
  • Biểu đồ Pareto: Phân loại và xếp hạng mức độ ưu tiên của các lỗi hỏng và nguyên nhân lãng phí.
  • Biểu đồ nhân quả Ishikawa (Xương cá): Phân tích nguyên nhân theo 4 nhóm yếu tố: Con người (People), Máy móc thiết bị (Machinery), Nguyên vật liệu (Raw materials), và Phương pháp (Method).
  • Kỹ thuật 5 Why: Đào sâu truy tìm nguyên nhân cốt lõi của các sự cố.
  • Phân tích FMEA (Process Failure Mode and Effects Analysis - PFMEA): Định lượng rủi ro thông qua chỉ số ưu tiên rủi ro (Risk Priority Number - RPN = Mức độ nghiêm trọng × Tần suất xuất hiện × Khả năng phát hiện).
  • Phương pháp 5S: Thiết lập giải pháp hiện trường giảm thiểu lãng phí.

Phương pháp nghiên cứu thực tế kết hợp đồng thời phương pháp định tính và định lượng:

  • Phương pháp định tính: Quan sát trực tiếp thao tác công nhân và vận hành thiết bị tại hiện trường xưởng sơn; lập sơ đồ SIPOC phân định phạm vi; sử dụng biểu đồ Ishikawa và 5 Whys để xác lập các giả thuyết nguyên nhân.
  • Phương pháp định lượng: Thu thập dữ liệu thực tế tại xưởng từ tháng 9 đến tháng 11/2024 gồm sản lượng, thời gian chu kỳ, số lượng lỗi, thời gian dừng máy; tính toán các chỉ số Takt Time (TT), CT, PCE, RTY, DPMO; tính điểm RPN cho từng phương thức sai lỗi; lập bảng đối chiếu các chỉ số trước và sau cải tiến.
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thứ cấp và sơ cấp từ phòng Quản lý công nghệ, phòng Quản lý chất lượng (QM/QC), phòng Kế hoạch sản xuất, phòng Nhân sự của Công ty TNHH Sản xuất Linh kiện Nhựa THACO.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về Công ty TNHH Sản xuất Linh kiện Nhựa THACO

Chương 1 cung cấp thông tin toàn diện về lịch sử hình thành, năng lực công nghệ và thực trạng dây chuyền sơn của doanh nghiệp. Công ty thành lập năm 2012; năm 2014 mở rộng diện tích 6 ha với vốn 70 tỷ đồng (vận hành máy ép 3.200 tấn); năm 2017 chính thức thành lập công ty linh kiện nhựa với vốn 310 tỷ đồng; năm 2021 bổ sung máy ép 2.000 tấn và hợp tác với Hyundai Thành Công, Toyota; năm 2022 mở rộng nhà máy 4 ha, nhập thêm máy ép 3.200 tấn phục vụ xuất khẩu cản xe tải sang Úc, Canada, Malaysia; năm 2023 đầu tư máy đùn HIPS, máy ép khuôn G3-G5, máy đùn ống PVC 250 tấn, xuất khẩu container cách nhiệt sang Mỹ; đến năm 2024 triển khai sản xuất hàng loạt cản xe cho FORD Việt Nam.

Về quy mô, công ty có vốn đầu tư 165 triệu USD, diện tích nhà máy 4 ha, đạt các chứng nhận ISO/IATF 16949:2016, ISO 14001:2015, ISO 9001:2015. Tổng công suất đạt 12.000.000 sản phẩm/năm (ép nhựa 6 triệu, đùn nhựa 2 triệu mét, thổi nhựa 350.000, sơn linh kiện nhựa 450.000 bộ/năm). Riêng xưởng sơn có tổng công suất thiết kế 550.000 bộ/năm chia làm 2 dây chuyền:

  • Dây chuyền sơn robot: Công suất 280.000 bộ/năm, bố trí 35 nhân sự, trang bị 10 robot sơn công nghệ Nhật Bản, hệ thống cấp sơn tự động đáp ứng tiêu chuẩn sơn khắt khe của Mazda, BMW, Peugeot, Kia cùng súng phun sơn tĩnh điện Iwata EA-MS40.
  • Dây chuyền sơn thủ công: Công suất 270.000 bộ/năm, sử dụng 43 nhân sự.

Quy trình công nghệ sơn linh kiện nhựa tại xưởng gồm 16 bước: (1) Tiếp nhận kế hoạch và phôi; (2) Chuẩn bị; (3) Tiếp nhận sơn; (4) Pha sơn; (5) Kiểm tra pha sơn; (6) Gá linh kiện lên jig; (7) Vệ sinh bề mặt (thổi bụi tĩnh điện, xả nhám); (8) Sơn lót (Primer); (9) Sơn màu; (10) Sơn bóng (Top coat); (11) Sấy linh kiện (30–45 phút, nhiệt độ 80°C–85°C với sơn thủ công và 85°C–90°C với robot; làm nguội tại phòng nhiệt độ 20°C–32°C); (12) Tháo dỡ linh kiện khỏi jig; (13) Kiểm tra ngoại quan; (14) Làm sạch và xử lý bề mặt (chấm bụi, sơn dặm, đánh bóng); (15) QC kiểm tra chất lượng; (16) Bàn giao thành phẩm.

Khóa luận tiến hành khảo sát và phân loại 23 hoạt động thành phần trong quy trình sơn hiện tại:

Nhóm hoạt động Số lượng thao tác Thời gian thực hiện (Phút) Tỷ trọng tính chất công việc
Gia tăng giá trị (Value-Added - VA) 9 70,67 Vệ sinh theo tiêu chuẩn, sơn bóng, sấy, kiểm tra ngoại quan, QC kiểm tra, đóng gói...
Cần thiết nhưng không tạo giá trị (NNVA) 10 69,21 Hạ giá phôi, chuyển giá sơn, kiểm tra lại phôi, xả nhám khắc phục lỗi, sấy chuyển nguội, tháo jig, thống kê...
Không gia tăng giá trị (Non-Value-Added - NVA) 4 26,94 Nhận vật tư sơn, làm sạch sơn/sơn dặm/đánh bóng, xử lý sản phẩm không phù hợp, bàn giao chuyển kho...
Tổng cộng 23 166,82 Quy trình chu kỳ hiện trạng

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Tác giả hệ thống hóa các định nghĩa khoa học và lịch sử hình thành của Lean, Six Sigma, mô hình DMAIC, cùng nguyên lý của VSM, SIPOC, biểu đồ Pareto, biểu đồ nhân quả Ishikawa, kỹ thuật 5 Whys và PFMEA. Chương này luận giải cơ chế tính toán chỉ số RPN, công thức tính Takt Time, Cycle Time, Năng suất thông lượng tích lũy (RTY) và Hiệu suất chu kỳ quy trình (PCE), làm cơ sở chuẩn mực để triển khai đo lường thực tế tại xưởng sơn ở chương tiếp theo.

Chương 3: Áp dụng phương pháp Lean Six Sigma để giảm thiểu lãng phí tại xưởng sơn của Công ty TNHH Sản xuất Linh kiện Nhựa THACO

Chương này trình bày chi tiết ba giai đoạn đầu của DMAIC:

  • Giai đoạn Xác định (Define): Sử dụng sơ đồ SIPOC phân định ranh giới hệ thống, liên kết các phòng ban cung cấp phôi, vật tư sơn với bộ phận sơn và khách hàng (xưởng lắp ráp xe). Xây dựng sơ đồ dòng giá trị hiện tại (Current State VSM). Tính toán Takt Time (TT) trong giai đoạn nhu cầu cao điểm (dịp Tết, nhu cầu đạt 6.894 bộ/ngày làm việc 8 giờ): $$\text{TT} = \frac{8 \times 3600}{6894} = 4,18 \text{ giây/bộ}$$ Trong khi đó, tổng thời gian sản xuất tính trên sản lượng thông thường (2.373 bộ/ngày) cho thấy thời gian chu kỳ hiện trạng là CT = 4,22 giây/bộ. Vì CT (4,22 giây) lớn hơn TT (4,18 giây), quy trình đối mặt nguy cơ chậm trễ, không đáp ứng kịp nhịp sản xuất khi khách hàng tăng sản lượng.
  • Đánh giá Hiệu suất chu kỳ quy trình (PCE): $$\text{PCE} = \frac{\text{Tổng thời gian gia tăng giá trị (TVAT)}}{\text{Tổng thời gian chu kỳ (TLT)}} \times 100% = 53,78%$$ Kết quả cho thấy có tới 46,22% tổng thời gian quy trình bị tiêu hao vào các hoạt động NVA và NNVA. VSM chỉ rõ 4 nhóm lãng phí chính tại xưởng sơn:
    1. Lãng phí vận chuyển (Transportation): Di chuyển phôi, chuyển bán thành phẩm và thành phẩm đóng gói về kho.
    2. Lãng phí khuyết tật (Defects): Lỗi màu, sơn bong tróc, trầy xước, dính bụi sơn phải xử lý lại.
    3. Lãng phí sản xuất thừa (Overproduction): Phát sinh từ việc sơn dặm, làm lại các linh kiện lỗi ngoại quan.
    4. Lãng phí chờ đợi (Waiting): Chờ chuyển đổi chuyền, chờ cài đặt máy hoặc gián đoạn do sự cố kỹ thuật.
  • Giai đoạn Đo lường và Phân tích (Measure & Analyze): Tính toán RTY, DPMO; sử dụng biểu đồ Pareto xếp hạng lỗi; lập biểu đồ Ishikawa cho từng nhóm lãng phí; đào sâu bằng 5 Whys và lập bảng tổng hợp PFMEA tính điểm RPN nhằm nhận diện các công đoạn có rủi ro sai hỏng cao nhất để ưu tiên cải tiến.

Chương 4: Đề xuất giải pháp

Dựa trên kết quả phân tích RPN và nguyên nhân gốc rễ, tác giả đề xuất hệ thống giải pháp tương ứng với hai giai đoạn Cải tiến (Improve) và Kiểm soát (Control):

  • Triển khai phương pháp 5S: Thiết lập bảng đề xuất 5S cụ thể cho 4 nhóm lãng phí: loại bỏ vật tư không dùng, sắp xếp hợp lý vị trí gá/jig và giá phôi nhằm giảm lãng phí vận chuyển; tối ưu hóa vị trí dụng cụ xả nhám và cấp sơn giảm thao tác thừa; chuẩn bị sẵn vật tư hạn chế lãng phí chờ đợi; vệ sinh buồng sơn và chuẩn hóa thao tác chống bụi hạn chế lãng phí khuyết tật.
  • Thiết lập kế hoạch bảo trì phòng ngừa (TPM): Lập bảng kế hoạch bảo trì định kỳ cho hệ thống robot sơn, súng phun tĩnh điện Iwata và buồng sấy nhằm ngăn ngừa sự cố dừng máy đột xuất.
  • Xây dựng sơ đồ chuỗi giá trị tương lai (Future State VSM): Tái cấu trúc quy trình, tinh giản các bước phụ trợ, chuyển đổi một số hoạt động NNVA và loại trừ NVA, hướng tới mục tiêu nâng chỉ số PCE lên trên 80% và đưa CT xuống dưới ngưỡng TT (≤ 4,18 giây/bộ).
  • Thiết lập cơ chế kiểm soát: Chuẩn hóa hướng dẫn công việc (WI), lập bảng kiểm tra thông số nhiệt - ẩm (duy trì buồng sấy 80°C–90°C, phòng làm nguội 20°C–32°C), áp dụng biểu đồ kiểm soát theo dõi tỷ lệ khuyết tật và tổ chức đánh giá tuân thủ định kỳ.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu mang lại những kết quả định lượng cụ thể gắn liền với số liệu đo đạc thực tế tại xưởng sơn:

Chỉ số / Hạng mục đo lường Hiện trạng trước cải tiến Mục tiêu / Đóng góp sau cải tiến
Thời gian chu kỳ (Cycle Time - CT) 4,22 giây/bộ Rút ngắn xuống ≤ 4,18 giây/bộ, cân bằng với Takt Time giai đoạn cao điểm (6.894 bộ/ngày)
Hiệu suất chu kỳ quy trình (PCE) 53,78% (Lãng phí chiếm 46,22%) Tái định hình quy trình để đạt mục tiêu PCE > 80% qua việc tinh giản 4 hoạt động NVA (26,94 phút)
Nhận diện và đo lường hoạt động 23 hoạt động (166,82 phút) Phân tách minh bạch: 9 hoạt động VA (70,67 phút), 10 hoạt động NNVA (69,21 phút), 4 hoạt động NVA
Xếp hạng mức độ rủi ro quy trình Chưa định lượng hóa sai hỏng Lập ma trận PFMEA xác định điểm chỉ số ưu tiên rủi ro (RPN), khu biệt nguyên nhân cốt lõi qua Ishikawa và 5 Whys
Hệ thống kiểm soát hiện trường Thiếu đồng bộ Đưa ra 4 bảng triển khai 5S riêng biệt cho từng dạng lãng phí và kế hoạch bảo trì định kỳ cho robot, thiết bị sơn

Về mặt đóng góp học thuật và thực tiễn, khóa luận đã áp dụng trọn vẹn chu trình DMAIC vào một quy trình công nghệ sơn linh kiện nhựa ô tô cụ thể tại Việt Nam. Thay vì chỉ áp dụng Lean định tính, đề tài đã tích hợp các chỉ số định lượng của Six Sigma (DPMO, RTY, RPN) để chứng minh nguyên nhân lãng phí bắt nguồn từ việc thiếu chuẩn hóa bảo dưỡng thiết bị, kiểm soát bụi bẩn và mất cân bằng thời gian chu kỳ.


Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận tự chỉ ra các giới hạn nghiên cứu chính sau:

  • Giới hạn về mặt thời gian (Time constraints): Quá trình nghiên cứu và thu thập dữ liệu chỉ diễn ra trong vòng 3 tháng (từ tháng 9/2024 đến tháng 11/2024), chưa bao quát toàn bộ chu kỳ sản xuất cả năm.
  • Thiếu sự theo dõi đánh giá dài hạn (Lack of long-term tracking): Các giải pháp cải tiến và kiểm soát mới chỉ dừng lại ở bước đề xuất và tính toán tiềm năng trên mô hình chuỗi giá trị tương lai, chưa có số liệu kiểm chứng sau thời gian dài triển khai thực tế.
  • Phạm vi không gian nghiên cứu: Đề tài mới chỉ khu biệt tại phân xưởng sơn linh kiện nhựa, chưa liên kết dữ liệu chuỗi cung ứng đồng bộ với xưởng ép nhựa, xưởng đùn thổi hay xưởng lắp ráp.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất bao gồm:

  • Ứng dụng các phương pháp phân tích dữ liệu nâng cao hơn để kiểm soát các thông số kỹ thuật pha sơn và sấy tự động.
  • Mở rộng phạm vi áp dụng Lean Six Sigma sang các phân xưởng sản xuất khác hoặc toàn bộ chuỗi giá trị nội bộ của công ty.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho các đối tượng sau:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Quản lý Công nghiệp, Quản trị Vận hành, Kỹ thuật Hệ thống Công nghiệp và Quản lý Chất lượng: Học hỏi phương pháp luận triển khai đề tài cải tiến quy trình theo DMAIC với các công cụ VSM, SIPOC, FMEA, Pareto và Ishikawa.
  • Kỹ sư công nghệ, chuyên viên quản lý chất lượng (QA/QC), chuyên viên cải tiến liên tục (Kaizen/Lean/Six Sigma) tại các doanh nghiệp sản xuất phụ tùng, linh kiện ô tô - xe máy: Tham khảo trực tiếp bảng phân loại 23 hoạt động sơn chi tiết (VA, NVA, NNVA), định mức thời gian sấy - làm mát, cùng các bảng biểu mẫu triển khai 5S cho 4 dạng lãng phí công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Chỉ số Hiệu suất chu kỳ quy trình (PCE) ban đầu tại xưởng sơn đạt bao nhiêu và phản ánh điều gì?
Chỉ số PCE trước cải tiến được tính toán đạt 53,78%. Con số này phản ánh rằng gần một nửa thời gian vận hành (46,22%) đang bị tiêu hao cho các hoạt động không tạo ra giá trị gia tăng trực tiếp cho sản phẩm (chờ đợi, vận chuyển, thao tác phụ trợ, xử lý hàng lỗi), cho thấy tiềm năng cắt giảm lãng phí tại xưởng sơn là rất lớn.

2. Vì sao thời gian chu kỳ (Cycle Time - CT) ban đầu 4,22 giây/bộ lại bị đánh giá là chưa đáp ứng yêu cầu?
Trong các đợt cao điểm (như mùa Tết), nhu cầu của khách hàng tăng lên 6.894 bộ/ngày làm việc 8 giờ, đòi hỏi Takt Time (TT) phải đạt mức 4,18 giây/bộ. Với CT hiện tại là 4,22 giây/bộ (lớn hơn TT), dây chuyền sơn không kịp nhịp độ giao hàng, dẫn đến nguy cơ chậm tiến độ và tích tụ hàng dở dang.

3. Cơ cấu năng lực và trang thiết bị của xưởng sơn tại THACO Plastic Components được bố trí như thế nào?
Xưởng có tổng công suất 550.000 bộ linh kiện/năm với 2 chuyền sản xuất: chuyền robot gồm 35 nhân sự, trang bị 10 robot sơn công nghệ Nhật Bản, hệ thống cấp sơn tự động (chuẩn Mazda, BMW, Peugeot, Kia) và súng phun sơn tĩnh điện Iwata EA-MS40 (công suất 280.000 bộ/năm); chuyền thủ công gồm 43 nhân sự (công suất 270.000 bộ/năm).

4. Bốn nhóm lãng phí chủ yếu được phát hiện tại xưởng sơn qua sơ đồ VSM là gì?
Bao gồm: Lãng phí vận chuyển (di chuyển giá phôi và chuyển thành phẩm về kho); Lãng phí khuyết tật (lỗi màu, bong tróc sơn, trầy xước); Lãng phí sản xuất thừa (phát sinh từ khâu sơn dặm, đánh bóng khắc phục lỗi ngoại quan); và Lãng phí chờ đợi (phát sinh khi chuyển đổi sản phẩm, cài đặt máy hoặc dừng máy do sự cố).

5. Những công cụ phân tích nguyên nhân cốt lõi nào đã được sử dụng trong giai đoạn Analyze?
Tác giả đã kết hợp biểu đồ Pareto (để phân loại mức độ ưu tiên lỗi), biểu đồ nhân quả Ishikawa (phân tích nguyên nhân theo Con người, Máy móc, Nguyên vật liệu, Phương pháp), kỹ thuật 5 Whys (đào sâu câu hỏi 'Tại sao' để tìm nguyên nhân gốc) và bảng PFMEA (tính toán chỉ số rủi ro RPN = S × O × D).


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phạm Thị Mỹ Duyên đã áp dụng thành công khung phương pháp luận Lean Six Sigma (DMAIC) để giải quyết bài toán giảm thiểu lãng phí và nâng cao hiệu suất tại xưởng sơn Công ty TNHH Sản xuất Linh kiện Nhựa THACO. Thông qua việc phân rã 23 hoạt động chu trình và lượng hóa các chỉ số vận hành (PCE đạt 53,78%, CT đạt 4,22 giây so với TT là 4,18 giây), nghiên cứu đã xác định trúng 4 nhóm lãng phí chính cùng các điểm rủi ro qua phân tích PFMEA và Ishikawa. Hệ thống giải pháp đề xuất bao gồm 5S chuyên biệt, bảo trì phòng ngừa thiết bị và thiết lập VSM tương lai đã cung cấp một phương án tối ưu hóa quy trình có căn cứ thực nghiệm rõ ràng, mang tính ứng dụng thiết thực cho ngành sản xuất phụ trợ ô tô.