Giáo trình Quản trị sản xuất (Phần 2) - Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật công nghiệp
Chương 6
BỐ TRÍ MẶT BẰNG SẢN XUẤT VÀ KINH DOANH DỊCH VỤ
MỤC ĐÍCH CỦA CHƯƠNG 6
Sau khi nghiên cứu và học tập chương này, sinh viên có thể:
- Nắm được bản chất của khái niệm, mục tiêu, vai trò và những yêu cầu của bố trí
mặt bằng sản xuất;
- Nắm được những hình thức bố trí mặt bằng cơ bản nào được sử dụng trong sản
xuất kinh doanh và đặc điểm cơ bản của mỗi hình thức?
- Lý giải được làm thế nào để đạt được một mặt bằng được bố trí theo quá trình
tốt;
- Lý giải được làm thế nào để cân bằng dòng sản xuất trong nhà máy có mặt bằng
được bố trí theo sản phẩm.
NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG 6
6.1. Thực chất và vai trò của bố trí mặt bằng sản xuất
Trong phần này chúng ta nghiên cứu bản chất, vai trò, tầm quan trọng và những
yêu cầu của bố trí mặt bằng sản xuất trong doanh nghiệp.
6.1.1. Khái niệm bố trí mặt bằng sản xuất
Bố trí mặt bằng sản xuất trong doanh nghiệp là việc tổ chức, sắp xếp, định dạng về
mặt không gian các phương tiện sản xuất và phục vụ sản xuất trên mặt bằng diện tích của
doanh nghiệp sao cho mọi hoạt động diễn ra một cách thuận lợi nhất đảm bảo quá trình
sản xuất vận hành liên tục, đều đặn, giảm thiểu các chi phí không cần thiết, không tạo ra
giá trị gia tăng trong hoạt động sản xuất.
Kết quả của bố trí mặt bằng sản xuất là hình thành các nơi làm việc, các phân
xưởng, các bộ phận phục vụ sản xuất hoặc dịch vụ và dây chuyền sản xuất. Khi xây dựng
phương án bố trí sản xuất cần căn cứ vào luồng di chuyển của công việc, nguyên vật liệu,
bán thành phẩm và lao động trong hệ thống sản xuất, dịch vụ của doanh nghiệp.
Mục tiêu của bố trí sản xuất là tìm kiếm, xác định một phương án bố trí hợp lý,
đảm bảo cho hệ thống sản xuất hoạt động có hiệu quả cao, thích ứng nhanh với thị
trường.
6.1.2. Vai trò của bố trí mặt bằng sản xuất
Bố trí sản xuất trong doanh nghiệp có ý nghĩa rất quan trọng, nó vừa ảnh hưởng
trực tiếp đến hoạt động hàng ngày, lại vừa có tác động lâu dài trong quá trình phát triển
sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp. Cụ thể:
- Bố trí đúng sẽ tạo ra năng suất, chất lượng cao hơn, nhịp độ sản xuất nhanh hơn,
tận dụng và huy động tối đa các nguồn lực vật chất vào sản xuất nhằm thực hiện những
mục tiêu kinh doanh của doanh nghiệp.
110
- Bố trí sản xuất ảnh hưởng trực tiếp, mạnh mẽ đến chi phí và hiệu quả hoạt động
sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp.
- Bố trí hợp lý sẽ tạo ra quá trình sản xuất linh hoạt hơn có thể thích ứng với
những thách thức của sự thay đổi nhu cầu trên thị trường. Đối với các doanh nghiệp dịch
vụ đặc biệt quan trọng cho khách hàng tiếp cận nhanh thuận lợi và có cảm giác tốt nhất
khi sử dụng dịch vụ của doanh nghiệp.
- Trong nhiều trường hợp, sự thay đổi bố trí sản xuất sẽ dẫn đến những vấn đề tâm
lý không tốt, gây ảnh hưởng xấu đến năng suất lao động.
- Bố trí hợp lý sẽ giúp tối thiểu hóa chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và sản
phẩm, loại bỏ được những lãng phí trong quá trình sản xuất.
- Tạo sự dễ dàng, thuận tiện trong kiểm tra, kiểm soát các hoạt động và đảm bảo
được một môi trường an toàn cho nhân viên khi làm việc.
- Bố trí sản xuất đòi hỏi sự nỗ lực và đầu tư lớn về sức lực và tài chính.
- Đây là một vấn đề dài hạn nếu sai lầm sẽ khó khắc phục hoặc rất tốn kém.
6.1.3. Nguyên tắc bố trí mặt bằng sản xuất
Bố trí mặt bằng sản xuất là một công việc khó khăn trong quản trị sản xuất. Để đạt
được mục tiêu phát triển sản xuất đặt ra và phát huy tối đa những lợi ích của bố trí mặt
bằng sản xuất, trong quá trình thiết kế và triển khai bố trí mặt bằng sản xuất cần tuân thủ
những yêu cầu chủ yếu sau:
- Đảm bảo tính hiệu quả của hoạt động sản xuất;
- Phù hợp với khối lượng sản phẩm sản xuất và cấu trúc thiết kế của sản phẩm
hoặc dịch vụ.
- Đáp ứng những đòi hỏi của công nghệ chế biến sản phẩm hoặc dịch vụ.
- Tạo điều kiện thuận lợi nhất cho sự di chuyển của người lao động, phương tiện
trong quá trình sản xuất hoặc sự di chuyển của khách hàng đối với các doanh nghiệp dịch
vụ.
- Tạo điều kiện thuận lợi cho sự kiểm soát và theo dõi trong quá trình sản xuất.
- Đảm bảo an toàn cho người lao động, phương tiện thiết bị.
- Tính tới những tác động của môi trường sản xuất như tiếng ồn, ánh sáng, điều
hòa thông gió…
6.2. Các hình thức bố trí mặt bằng sản xuất và dịch vụ
6.2.1. Bố trí mặt bằng theo quá trình (công nghệ)
Bố trí sản xuất theo quá trình phù hợp với loại hình sản xuất gián đoạn, quy mô
sản xuất nhỏ, chủng loại sản phẩm đa dạng. Sản phẩm hoặc các chi tiết, bộ phận đòi hỏi
quá trình chế biến khác nhau, thứ tự công việc không giống nhau và sự di chuyển của
nguyên vật liệu, bán thành phẩm cũng theo những con đường khác nhau.
111
Tại các nơi làm việc, máy móc thiết bị được bố trí theo chức năng chứ không theo
thứ tự chế biến. Trong mỗi bộ phận tiến hành những công việc tương tự. Các chi tiết bộ
phận thường được đưa đến theo loạt, theo những yêu cầu của kỹ thuật chế biến.
Kiểu bố trí này rất phổ biến trong các doanh nghiệp cơ khí và trong lĩnh vực dịch
vụ như các cửa hàng bán lẻ, ngân hàng, bưu điện, trường học, bệnh viện...
Ví dụ, hình 6.1 minh họa cách bố trí các bộ phận theo quá trình trong một xưởng
cơ khí.
Mài
Sơn và Mạ
Kho vật tư
Lắp ráp hoàn chỉnh
Kiểm tra
Phay
Tiện
Đóng gói
Nhập vật tư
Hình 6.1: Bố trí mặt bằng theo quá trình trong một xưởng cơ khí
Bố trí sản xuất theo quá trình có những ưu điểm sau:
- Hệ thống sản xuất có tính linh hoạt cao.
- Công nhân có trình độ chuyên môn và kỹ năng cao.
- Hệ thống sản xuất ít khi bị ngừng vì những lý do trục trặc của thiết bị và con
người.
- Tính độc lập trong việc chế biến các chi tiết, bộ phận cao.
- Chi phí bảo dưỡng thấp, có thể sửa chữa theo thời gian. Lượng dự trữ phụ tùng
thay thế không cần nhiều.
- Có thể áp dụng và phát huy được chế độ nâng cao năng suất lao động cá biệt.
Bên cạnh những ưu điểm trên, loại hình bố trí sản xuất này có một số nhược điểm
sau:
- Chi phí sản xuất trên một đơn vị sản phẩm cao.
- Lịch trình sản xuất và các hoạt động không ổn định.
- Sử dụng nguyên vật liệu kém hiệu quả.
- Hiệu suất sử dụng máy móc thiết bị thấp.
- Khó kiểm soát và chi phí kiểm soát cao.
- Năng suất lao động thấp, vì các công việc khác nhau.
112
6.2.2. Bố trí mặt bằng theo sản phẩm (dây chuyền)
Bố trí sản xuất theo sản phẩm hay còn gọi là bố trí theo dây chuyền hoàn thiện,
thực chất đây là việc sắp xếp những hoạt động theo một dòng liên tục những việc cần
thực hiện để hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể. Hình thức này phù hợp với sản xuất hàng
loạt, sản xuất liên tục, khối lượng sản xuất lớn, những công việc có tính chất lập lại và
nhu cầu ổn định. Ví dụ, dây chuyền lắp ráp ô tô, tủ lạnh, máy giặt, chế biến thực phẩm,
nước đóng chai…
Máy móc thiết bị của bố trí sản xuất theo dây chuyền được sắp đặt theo một đường
cố định hình thành các dây chuyền. Việc bố trí sản xuất phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố
như: không gian nhà xưởng, các hoạt động tác nghiệp khác trong cùng một nhà xưởng,
việc lắp đặt thiết bị, việc vận chuyển nguyên vật liệu... Căn cứ vào tính chất của quá trình
sản xuất, đường di chuyển của nguyên liệu, bán thành phẩm và sản phẩm, người ta chia
thành dây chuyền sản xuất hoặc lắp ráp. Dây chuyền có thể được bố trí theo đường thẳng
hoặc có dạng chữ U, L, W, M... (Hình 6.2 và 6.3)
Hình 6.2: Ví dụ sơ đồ bố trí sản xuất theo đường thẳng
Mặt bằng sơ đồ bố trí theo đường thẳng gây nên những khó khăn trong việc cân
bằng sản xuất (balance tasks) bời vì công việc có thể không được chia đồng đều nhau. Để
cải tiến mặt bằng nên được bố trí theo sơ đồ hình chữ U, tăng khả năng di chuyển linh
hoạt của công nhân và máy móc trong quá trình sản xuất, sự hợp tác và linh hoạt, giảm độ
dài nơi làm việc, giảm được nhân lực làm việc.
Hình 6.3: Ví dụ sơ đồ bố trí sản xuất theo hình chữ U
Loại hình dây chuyền hình chữ U có nhiều ưu điểm hơn so với dây chuyền đường
thẳng. Đó là những ưu điểm về khả năng di chuyển của công nhân và máy móc trong quá
trình sản xuất, độ dài nơi làm việc, chi phí vận chuyển, sự hợp tác và tính linh hoạt trong
quá trình thực hiện các nhiệm vụ sản xuất.
Bố trí sản xuất theo sản phẩm có những ưu điểm sau:
- Tốc độ sản xuất sản phẩm nhanh;
- Chi phí đơn vị sản phẩm thấp;
113
- Chuyên môn hoá lao động cao, giảm chi phí, thời gian đào tạo và tăng năng suất
lao động;
- Việc di chuyển của nguyên vật liệu và sản phẩm dễ dàng;
- Hiệu suất sử dụng thiết bị và lao động cao;
- Hình thành thói quen, kinh nghiệm và có lịch trình sản xuất ổn định;
- Dễ dàng trong hạch toán, kiểm tra chất lượng, dự trữ và khả năng kiểm soát hoạt
động sản xuất cao.
Những hạn chế chủ yếu của bố trí sản xuất theo sản phẩm bao gồm:
- Hệ thống sản xuất không linh hoạt với những thay đổi về khối lượng, chủng loại
sản phẩm, thiết kế sản phẩm và quá trình;
- Hệ thống sản xuất có thể bị ngừng khi có một công đoạn bị trục trặc;
- Chi phí đầu tư và chi phí khai thác, bảo dưỡng máy móc thiết bị lớn;
- Công việc đơn điệu, dễ nhàm chán.
Để đảm bảo tính hiệu quả hình thức bố trí sản xuất này cần đảm bảo những yêu
cầu sau:
- Khối lượng sản xuất phải phù hợp với việc tận dụng hiệu suất máy móc thiết bị;
- Nhu cầu sản phẩm cần đủ ổn định để minh chứng cho việc sử dụng lượng vốn
đầu tư lớn vào những thiết bị chuyên môn hóa;
- Đảm bảo sự ổn định và tin cậy của hệ thống cung ứng nguyên vật liệu đầu vào;
- Sản phẩm được tiêu chuẩn hóa hay bắt đầu bước sang một giai đoạn trong chu kỳ
sống của sản phẩm;
- Xây dựng và triển khai thực hiện hiệu quả kế hoạch bảo dưỡng, dự phòng;
- Tổ chức bộ phận sữa chữa nhanh, đảm bảo lượng dự trữ các chi tiết, phụ tùng
thay thế và đội ngũ cán bộ sửa chữa là đòi hỏi quan trọng để đảm bảo cho loại hình bố trí
này hoạt động có hiệu quả.
6.2.3. Bố trí mặt bằng theo vị trí cố định
Theo kiểu bố trí này, sản phẩm đứng cố định ở một vị trí còn máy móc, thiết bị,
vật tư và lao động được chuyển đến đó để tiến hành sản xuất. Bố trí sản xuất theo vị trí cố
định được áp dụng trong trường hợp sản phẩm mỏng manh dễ vỡ hoặc quá cồng kềnh,
quá nặng nề khiến cho việc di chuyển vô cùng khó khăn (Xem hình 6.4).
Bố trí sản xuất theo vị trí cố định có các ưu điểm sau:
- Hạn chế tối đa việc di chuyển đối tượng chế tạo, nhờ đó giảm thiểu hư hỏng đối
với sản phẩm và chi phí dịch chuyển;
- Vì sản phẩm không phải di chuyển từ phân xưởng này tới phân xưởng khác nên
việc phân công lao động được liên tục;
Các nhược điểm chủ yếu của loại hình bố trí sản xuất theo vị trí cố định bao gồm:
114
- Đòi hỏi lao động có trình độ tay nghề cao;
- Việc di chuyển lao động và thiết bị sẽ làm tăng chi phí;
- Hiệu suất sử dụng thiết bị thấp.
Ví dụ, về bố trí cố định vị trí
Xưởng đóng tàu
(Shipbuilding yard)
Nguyên liệu
Sản phẩm
(Con tàu hoàn chỉnh)
Nhân lực
Thiết bị
Hình 6.4: Bố trí mặt bằng cố định vị trí
Phương pháp bố trí mặt bằng cố định vị trí chưa phát triển hoàn thiện. Ngành xây
dựng thường phải giải quyết nhiệm vụ phân bố mặt bằng tập kết vật liệu xung quanh địa
điểm xây dựng. Các nhà thầu phụ lớn nhất thường chi phối địa điểm theo yêu cầu của họ.
Để khắc phục và giảm những trở ngại này người ta cố gắng tổ chức sản xuất nhiều bộ
phận chi tiết ở nơi khác đưa đến nơi sản xuất để lắp ráp. Để làm được điều này cần phải
tiêu chuẩn hóa các chi tiết, bộ phận của sản phẩm được sản xuất.
6.2.4. Bố trí mặt bằng hỗn hợp
Ba loại hình bố trí sản xuất nêu trên là những kiểu tổ chức kinh điển thuần tuý về
mặt lý luận. Trong thực tế thường sử dụng các hình thức bố trí hỗn hợp với sự kết hợp
các loại hình đó ở những mức độ và dưới dạng khác nhau. Các kiểu bố trí hỗn hợp này
phát huy những ưu điểm đồng thời hạn chế những nhược điểm của từng loại hình bố trí
trên. Do đó chúng được dùng phổ biến hơn và trong nhiều trường hợp người ta cố gắng
thiết kế phương án kết hợp tốt nhất ứng với từng lĩnh vực sản xuất kinh doanh cụ thể. Lý
tưởng là lựa chọn được hệ thống bố trí vừa linh hoạt vừa có chi phí sản xuất thấp.
Đối với từng lĩnh vực sản xuất cụ thể người ta cố gắng thiết kế phương án bố trí
mặt bằng kết hợp tốt nhất với sự trợ giúp của các chương trình phần mềm máy tính như:
CAD, CAM, ALDEP – Các chương trình thiết kế, sản xuất và bố trí tự động các phương
tiện sản xuất, CORELAP – Hoạch định bố trí các mối quan hệ bằng máy tính, CRAFT –
Sự phân bố tương đối bằng máy tính các phương tiện kỹ thuật sản xuất.
Hình thức bố trí hỗn hợp giữa bố trí theo quá trình và bố trí theo sản phẩm trong
cùng một phân xưởng được ứng dụng khá phổ biến trong thực tế. Bố trí theo quá trình và
bố trí theo sản phẩm là hai cực của quá trình sản xuất theo loạt nhỏ và sản xuất liên tục
khối lượng lớn. Có các kiểu bố trí hỗn hợp cơ bản là: Tế bào sản xuất; Bố trí theo nhóm
công nghệ và Hệ thống sản xuất linh hoạt.
115
a. Bố trí mặt bằng dạng tế bào sản xuất
Tế bào sản xuất là một kiểu bố trí trong đó máy móc thiết bị được nhóm vào một
tế bào mà ở đó có thể chế biến các sản phẩm, chi tiết có cùng những đòi hỏi về mặt chế
biến. Các nhóm thiết bị được hình thành bởi các hoạt động cần thiết để thực hiện công
việc sản xuất hoặc chế biến một tập hợp các chi tiết, giống nhau hoặc các bộ phận cùng
họ có đòi hỏi chế biến tương tự như nhau. Trong tế bào sản xuất các chi tiết tuân thủ theo
một con đường và luồng vận chuyển được nối liền bởi các băng chuyền. Máy móc, thiết
bị được bố trí gần nhau. Bố trí theo tế bào sản xuất bao gồm các yếu tố của cả bố trí theo
sản phẩm và theo quá trình. Bố trí máy móc trong mỗi tế bào sản xuất giống như một dây
chuyền lắp ráp nhỏ. Do đó, các thủ tục cân đổi dây chuyền sản xuất (xem ở mục 6.3) có
thể được dùng để sắp đặt máy móc trong mỗi ô. Bố trí giữa các tế bào sản xuất là bố trí
theo quá trình. Bố trí mặt bằng dạng tế bào sản xuất đòi hỏi phải tuân thủ những yêu cầu
sau:
- Xác định được những sản phẩm, chi tiết có cùng những đòi hỏi về mặt chế biến
(họ sản phẩm).
- Yêu cầu công nhân được đào tạo ở một trình độ cao, linh hoạt trong sản xuất và
tự chủ trong công việc.
- Mỗi vị trí công việc có khả năng độc lập, tự chủ trong công việc với những dụng
cụ, thiết bị và các điều kiện làm việc.
- Có thể tiến hành kiểm tra chống sai lỗi (poka-yoke) tại mỗi trạm (nơi) làm việc
trong tế bào sản xuất.
Ví dụ hình 6.5, là kiểu bố trí mặt bằng theo tế bào sản xuất của một mặt bằng sản
xuất trong một nhà máy cơ khí chế tạo (Trong đó R.M: Tiếp nhận vật tư; L: Máy tiện; M:
Máy phay; D: Máy khoan; G: Máy mài; A: Khu vực lắp ráp; I: Khu vực kiểm tra; C: Tế
bào sản xuất; S: Đóng gói, vận chuyển).
M
M
L
L
G
G
Khu vực lắp
ráp và kiểm
D
A
I
Tế bào C1
Tế bào C2
R.M
L
G
Nhận vật tư
Tế bào C3
L
M
D
S
Vận chuyển
Hình 6.5: Ví dụ sơ đồ mặt bằng bố trí theo dạng tế bào sản xuất
116
.
Bố trí theo tế bào có những ưu điểm sau:
+ Giảm lượng hàng tồn kho trong quá trình sản xuất;
+ Giảm diện dích yêu cầu mặt bằng sản xuất;
+ Giảm lượng tồn vật tư đầu vào và thành phẩm trong quá trình sản xuất;
+ Giảm nhân công trực tiếp, và công nhân đa năng hơn do được phụ trách từng
công đoạn khác nhau diễn ra trong một tế bào;
+ Tăng cường ý thức, trách nhiệm tham gia của nhân viên trong sản xuất;
+ Gia tăng khả năng sử dụng khai thác thiết bị và máy móc, dễ tự động hóa, dể
kiểm soát;
+ Giảm sự đầu tư vào máy móc và thiết bị sản xuất.
Tuy nhiên, bố trí theo tế bào sản xuất cũng có một số nhược điểm cơ bản là chi phí
đào tạo công nhân tăng lên do đòi hỏi công nhân phải có trình độ cao linh hoạt trong sản
xuất.
b. Bố trí theo nhóm
Bố trí theo nhóm công nghệ bao gồm việc xác định các chi tiết bộ phận giống
nhau cả về đặc điểm thiết kế và đặc điểm sản xuất và nhóm chúng thành các bộ phận
cùng họ. Những đặc điểm thiết kế bao gồm kích thước, hình dạng và chức năng. Đặc
điểm về sản xuất bao gồm kiểu và thứ tự thao tác cần thiết. Trong nhiều trường hợp, đặc
điểm thiết kế và chế biến liên quan chặt chẽ với nhau. Tuy nhiên, cũng có trường hợp có
thể có sự tương đồng về thiết kế nhưng lại không tương đồng về sản xuất. Chuyển đổi
sang hình thức bố trí theo nhóm công nghệ và tế bào đòi hỏi phải phân tích công việc một
cách có hệ thống nhằm phát hiện những bộ phận cùng họ. Có ba phương pháp để thực
hiện đó là kiểm tra trực quan, nghiên cứu, xem xét thiết kế dữ liệu sản xuất và phân tích
dòng sản xuất.
c. Hệ thống sản xuất linh hoạt
Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) là hình thức tổ chức cao nhất của tế bào sản
xuất với sự trợ giúp của các hệ thống điều khiển tự động. Quá trình vận chuyển, bốc dỡ
nguyên liệu và linh kiện bộ phận máy móc và quá trình sản xuất của nó đều được tự động
tiến hành dưới sự điều khiển của máy tính. Nếu hệ thống chế tạo linh hoạt trang bị thêm
chức năng máy tính bổ trợ thiết kế (CAD) và kế hoạch công nghệ bổ trợ bằng máy tính
(CAPP) thì sẽ trở thành hệ thống chế tạo máy tính nhất thể hoá (CIMS). FMS có thể chỉ
nhỏ bằng một tế bào sản xuất linh hoạt có thể lớn bằng cả nhà máy.
Ưu điểm lớn nhất của FMS là tính linh hoạt rất cao. Một mặt do thời gian thay đổi
linh kiện hoặc điều chỉnh máy móc khi làm việc rất ngắn, như vậy có thể giảm nhiều kích
thước loạt gia công, từ đó đạt được những ưu việt gần giống với dây chuyền gia công tự
động, mặt khác do sử dụng máy móc điều khiển tự động làm chủ thể nên có thể sản xuất
được tuyến sản phẩm rộng. Ngoài ra, lợi ích của hệ thống này là: giảm lao động trực tiếp;
117
giảm vốn đầu tư; rút ngắn thời gian sản xuất; bảo đảm chất lượng; kiểm soát công việc tốt
hơn.
6.3. Các phương pháp phân tích bố trí mặt bằng
6.3.1. Phân tích bố trí mặt bằng theo sản phẩm
Trong bố trí mặt bằng sản xuất theo sản phẩm, quá trình sản xuất được thiết kế
theo mô hình dòng chảy chia thành nhiều bước công việc cơ sở khác nhau, mỗi bước
công việc được thực hiện nhanh chóng nhờ sự chuyên môn hoá cao về lao động và máy
móc thiết bị. Để tránh sự nhàm chán, đơn điệu, các bước công việc thường được nhóm
thành từng nhóm có thể quản lý được và phân giao cho một người hoặc vài người thực
hiện tại một nơi làm việc.
Quá trình quyết định phân giao nhiệm vụ cho nơi làm việc gọi là quá trình cân đối
dây chuyền sản xuất (Assembly-Line Balancing). Nhiệm vụ cơ bản của thiết kế bố trí sản
xuất theo sản phẩm chính là cân đối dây chuyền sản xuất. Mục tiêu của cân đối dây
chuyền là tạo ra những nhóm bước công việc có những yêu cầu về thời gian gần bằng
nhau. Dây chuyền được cân đối tốt sẽ làm giảm tối đa thời gian ngừng máy, luồng công
việc nhịp nhàng, đồng bộ và đạt mức sử dụng năng lực sản xuất và lao động tốt hơn.
Có nhiều phương pháp khác nhau để cân đối dây chuyền như phương pháp mô
hình mẫu, phương pháp trực quan kinh nghiệm thử đúng sai, phương pháp toán học...
Người ta có thể dùng máy tính để xác định phương án tối ưu về một số chỉ tiêu định
lượng nhưng không thể tối ưu khi kết hợp với các yêu cầu định tính khác. Do đó, phương
pháp trực quan thử đúng, sai được áp dụng rộng rãi và phổ biến nhất về cách tính đơn
giản mặc dù không cho giải pháp tối ưu… Mục đích của phương pháp này là loại bớt số
lượng các phương án cần xem xét, lựa chọn trong số các phương án khả thi một phương
án hợp lý thoả mãn những mục tiêu yêu cầu cuả doanh nghiệp đặt ra.
Phương pháp trực quan thử đúng sai sử dụng trong cân đối dây chuyền sản xuất
bao gồm các bước cụ thể sau:
Bước 1. Xác định các bước công việc và thời gian thực hiện
Ở bước này cần phải liệt kê đầy đủ tất cả các công việc cần thiết có thể làm ra sản
phẩm. Đồng thời xác định thời gian cần thiết để hoàn thành từng công việc.
Đây là công việc đầu tiên của thiết kế bố trí sản xuất trong dây chuyền sản xuất
theo sản phẩm, là cơ sở để xác định đầu ra mong muốn hoặc chu kỳ thời gian. Thời gian
thực hiện các bước công việc còn quyết định tổng số lượng lớn nhất các bước công việc
có thể phân giao cho mỗi nơi làm việc và điều này xác định liệu những công việc phù
hợp bố trí trong cùng một nơi làm việc có thích hợp hay không.
CT
Bước 2. Xác định thời gian chu kỳ kế hoạch ( kh ), thời gian chu kỳ tối thiểu
CT
min ), thời gian chu kỳ tối đa (
CT
(
)
max
118
CT
Thời gian chu kỳ kế hoạch ( kh ) là tổng thời gian dự kiến mà mỗi nơi làm việc
phải thực hiện tập hợp các công việc để tạo ra được một đơn vị đầu ra. Tổng thời gian
của các công việc được phân giao trong bất kỳ nơi làm việc nào không được vượt quá
thời gian chu kỳ. Có hai loại thông tin chủ yếu, quan trọng nhất đối với mỗi bước công
việc là tổng thời gian thực hiện công việc và độ dài của bước công việc dài nhất.
CT
Thời gian chu kỳ tối thiểu ( min ) là thời gian ngắn nhất một nơi làm việc phải có
và không thể ít hơn được. Nó được xác định bằng công việc có thời gian thực hiện dài
CT = timax
nhất.
min
CT
Thời gian chu kỳ tối đa ( max ) là khoảng thời gian lớn nhất mà một nơi làm việc
có thể có. Nó được xác định bằng tổng thời gian thực hiện các công việc CTmax
CTmin CTkh CTmax
=
t
.
i
Thời gian chu kỳ tối đa và tối thiểu rất quan trọng bởi vì chúng được sử dụng để
xác định giới hạn trên và dưới của tiềm năng đầu ra và có thể đạt tới của mỗi bộ phận.
Theo quy tắc chung, thời gian chu kỳ được xác định căn cứ vào lượng đầu ra dự
kiến. Nếu chu kỳ thời gian không nằm giữa giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất thì phải xem
xét lại đầu ra dự kiến. Thời gian chu kỳ được tính theo công thức sau:
OT
CTkh =
D
Trong đó:
CT
kh : Thời gian chu kỳ kế hoạch; OT: Thời gian hữu ích một ca làm việc;
D: Dầu ra dự kiến trong ca làm việc.
Bước 3. Xác định và vẽ sơ đồ trình tự các bước công việc
Trong bước này cần vẽ được thứ tự các công việc thực hiện. Đó là sơ đồ cho thấy
một trật tự logic giữa công việc trước với công việc sau. Nó rất có ích trong việc cân đối
dây chuyền sản xuất.
Ví dụ, từ bảng thứ tự công việc, ta có thể lập được sơ đồ trình tự các bước công
việc như sau:
Công
việc
Các công việc
phải làm trước
b
a
b
c
d
e
f
-
a
a
a
d
f
e
b
b, d
b, c, e
c
119
Bước 4. Tính số nơi làm việc tối thiểu để đảm bảo sản xuất đạt đầu ra theo kế
hoạch dự kiến
Về mặt lý thuyết, số nơi làm việc dự kiến cần thiết nhỏ nhất được xác định theo
công thức sau:
n
t
i
i=1
Nmin
=
CTkh
Trong đó:
N
min : Số nơi làm việc tối thiểu;
n
t
i =1, n
);
: Tổng thời gian thực hiện các công việc i (
i
i=1
Bước 5. Bố trí thử phương án ban đầu, trong trường hợp dây chuyền sản xuất
mới
Đối với các doanh nghiệp đang hoạt động, dây chuyền thiết bị đã được bố trí thì
tiến hành đánh giá hiệu quả về mặt thời gian.
Do mục đích của cân đối là tối thiểu hoá thời gian chờ đợi của máy hoặc nơi làm
việc nên tỉ lệ % thời gian chờ đợi trong tổng thời gian hoạt động của mỗi phương án bố
trí là rất quan trọng. Thời gian ngừng máy tại một nơi làm việc là:
Thời gian ngừng máy
tại một nơi làm việc
Thời gian
chu kỳ
Thời gian sử dụng
tại nơi làm việc
=
-
Thời gian ngừng máy của cả dây chuyền bằng tổng thời gian ngừng máy tại các
nơi làm việc.
Tỷ lệ thời gian ngừng máy của cả dây chuyền là tỷ số giữa tổng thời gian ngừng
máy và thời gian sẵn có, được xác định theo công thức sau:
Tổng thời gian ngừng máy
Tỷ lệ thời gian
ngừng máy
=
x 100%
Nmin.CTkh
Hiệu quả dây chuyền được xác định bằng 100 % trừ đi tỷ lệ thời gian ngừng máy
hoặc bằng thời gian làm việc chia cho tổng thời gian sẵn có. Khi tỷ lệ thời gian ngừng
máy bằng 0 thì dây chuyền cân đối hoàn toàn. Trong thực tế điều này khó có thể xảy ra.
Bước 6. Cải tiến phương án đã bố trí để tìm phương án tốt hơn
Để cải tiến có thể áp dụng nguyên tắc “Bố trí theo thời gian thao tác dài nhất” như
sau:
- Ưu tiên bố trí công việc dài nhất trước nhưng phải đảm bảo yêu cầu công việc
trước nó;
- Xác định số thời gian còn lại của nơi làm việc đó;
- Nếu có thể cần bố trí ghép thêm công việc dài nhất tiếp theo;
120
- Tiếp tục cho đến hết.
Ngoài nguyên tắc trên cũng có thể áp dụng nguyên tắc “Bố trí theo công việc có
nhiều công việc khác tiếp theo sau nhất” hoặc “Ưu tiên công việc có thời gian ngắn nhất
trước”.
Bước 7. Đánh giá hiệu quả của cách bố trí mới so sánh với các cách trước
Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của cách bố trí mới so với cách trước.
Tổng thời gian ngừng máy
Hiệu quả của
dây chuyền
=
(1 -
) x 100%
Nmin.CTkh
Cách bố trí theo nguyên tắc trực quan thử đúng sai không cho giải pháp tối ưu
hoặc cân đối hoàn toàn dây chuyền, nhưng chúng hình thành những hướng dẫn đưa ra
những giải pháp khả thi, hợp lý vừa tiết kiệm thời gian trong thiết kế, vừa giảm thời gian
chờ đợi giữa các bộ phận sản xuất. Từ nhiều phương án đưa ra sẽ tiếp cận dẫn đến giải
pháp thoả mãn những yêu cầu đặt ra. Cách tiếp cận trên là cách tiếp cận theo tiệm cận
dẫn đến sự cân đối.
Ví dụ 1: (Về thiết kế bố trí mặt bằng sản xuất mới) Một nhà máy sản xuất một loại
sản phẩm Y có kế hoạch sản xuất mỗi ngày 200 sản phẩm, và mỗi ngày làm việc 8 tiếng.
Phân bổ thời gian cho 11 công việc để lắp một sản phẩm Y được cho trong bảng sau.
Thời gian hoàn
thành, (giây)
Công việc
Công việc trước đó
A
B
C
D
E
F
G
H
I
40
55
75
40
30
35
45
70
15
65
40
-
-
-
A
A, B
B
D, E
F
G, H
I
J
K
C, J
Tổng
510
Yêu cầu bố trí công việc cho các nơi làm việc để đạt được hiệu quả cao nhất?
Giải
Bước 1. Xác định các bước công việc và thời gian thực hiện như đã cho.
Bước 2. Xác định thời gian chu kỳ.
CTmin = timax = 75
(giây)
CTmax
=
t = 510 (giây)
i
121
OT 3600x8
CTkh =
=
=144 (giây)
D
200
Như vậy, ta có:
CTmin = 75 CTkh =144 CTmax = 510
Kế hoạch sản xuất 200 sản phẩm/ngày là khả thi.
Bước 3. Xác định trình tự các bước công việc.
Bước 4. Xác định số nơi làm việc tối thiểu cần thiết
n
t
i
510
i=1
Nmin
=
=
= 3,54nơi (hoặc trạm làm việc) = 4 nơi làm việc.
CTkh 144
Bước 5. Bố trí thử phương án ban đầu và đánh giá hiệu quả về mặt thời gian
Có 2 quy tắc có thể áp dụng: “Quy tắc chọn công việc có thời gian dài nhất trước”
và “quy tắc chọn công việc có nhiều công việc khác tiếp theo sau nhất trước”.
+ Căn cứ vào quy tắc chọn công việc có thời gian dài nhất trước, ta có bảng sau:
Nơi
làm việc
Danh mục
công việc
Công việc Thời gian Thời gian Công việc
Chọn
thực hiện
ngừng
sẵn sàng
A(40); B(55); C(75)
A(40); B(55);
C
B
75
55
130
69
14
A, B
A, F
1
2
3
A(40);
D(40); E(30); F(35);
A
D
F
40
40
35
104
64
29
F, D, E
F, E
E, H
115
E(30);
H(70); G(45)
H
E
70
30
74
44
E
G
100
G(45)
I(15); J(65); K(40)
G
I
J
45
15
65
99
84
19
I
J
K
4
5
125
K
40
104
Không có
122
Thời gian chu kỳ thiết kế: 144 giây
Thời gian chu kỳ thực hiện: 130 giây
Như vậy cần phải có 5 nơi làm việc, thay vì chỉ có 4 như bước 4 đã tính.
+ Tiếp theo dùng quy tắc chọn công việc có nhiều công việc tiếp theo nhất
Số công việc tiếp theo
Công việc Các công việc tiếp theo sau
sau
A
B
C
D
E
F
G
H
I
D, E, G, J, I, K
E, F, G, H, I, J, K
K
6
7
1
4
4
4
3
3
2
1
G, I, J, K
G, I, J, K
H, I, J, K
I, J, K
I, J, K
J, K
J
K
K
Không có
0
Theo quy tắc 2 đầu tiên chọn công việc B vì có đến 7 công việc tiếp theo sau, sau
đó đến A có 6 công việc tiếp theo sau,... ta có bảng phố hợp công việc vào nơi làm việc
như sau:
Thời gian
thực hiện
Thời gian
ngừng
Công việc
sẵn sàng
Nơi làm việc Công việc
B
A
D
55
40
40
89
49
9
A, C, F
C, F, D, E
C, F, E
1
135
F
E
H
35
30
70
109
79
9
C, E, H
C, H, G
C, G
2
135
G
I
C
45
15
75
99
84
9
C, I
C, J
J
3
135
J
K
65
40
70
39
K
Không có
4
105
Sơ bố trí các công việc vào 4 trạm làm việc như sau:
123
Đánh giá hiệu quả của phương án bố trí:
Trạm làm việc
Thời gian
Tổng (giây)
1
2
3
4
Thời gian chu kỳ thiết kế (giây)
Thời gian sản xuất (giây)
Thời gian nhàn rỗi (giây)
144 144 144 144
135 135 135 105
576
510
66
9
9
9
39
Tính hiệu quả sử dụng thời gian:
Thời gian chu kỳ thiết kế: 144 giây
Thời gian chu kỳ thực hiện: 135 giây
Hiệu quả sử dụng thời gian thiết kế = (510/576)x100% = 88,5%. Nhưng do thời
gian chu kỳ thực tế trên mỗi nơi làm việc là 135 giây nên hiệu quả sử dụng thời gian thực
tế là: 510/(4x135)= 94,4%.
Ví dụ 2: (Về cải tiến phương án đã bố trí để tìm phương án tốt hơn) Một nhà máy
sản xuất khung kính nhôm có kế hoạch sản xuất 320 khung cửa một ngày. Trình tự, thời
gian thực hiện và cách bố trí hiện tại của các công việc được cho ở bảng sau. Hãy cải tiến
phương án đã bố trí để tìm phương án tốt hơn?
Công việc phải
Thời gian thực
hiện (giây)
Nơi làm việc
Công việc
làm trớc
1
2
3
A
B
-
70
80
A
C
D
E
F
A
A
A
B, C
C
40
20
40
30
50
4
5
6
G
H
D, E, F, G
50
Tổng thời gian thực hiện các công việc
380
124
Giải
Bước 1. Xác định các bước công việc và thời gian thực hiện. Bước này đã cho
trong bảng.
Bước 2. Xác định thời gian chu kỳ.
CTmin = timax = 80
(giây)
t = 380 (giây)
CTmax
=
i
OT 3600x8
(giây)
= 90
CTkh =
=
D
320
CT = 80 CTkh = 90 CTmax = 380
Như vậy, ta có:
min
Kế hoạch hoàn toàn khả thi. Tức là kế hoạch làm 380 khung cửa/ngày có thể thực
hiện được.
Bước 3. Xác định trình tự các bước công việc và cách bố trí hiện tại.
Bước 4. Xác định hiệu quả của cách bố trí hiện tại
Địa điểm làm việc
Tổng
(giây)
1
2
3
4
5
6
Thời gian chu kỳ (giây)
90 90 90
90
90
90
540
Thời gian sản xuất (giây) 70 80 60
Thời gian nhàn rỗi (giây) 20 10 30
70
20
50
40
50
40
380
160
Hiệu quả của phương án bố trí: (380 : 540) 100% = 70,4 %
Bước 5. Xác định số nơi làm việc tối thiểu
380
Nmin
=
= 4,22
90
125
Như vậy, số nơi làm việc tối thiểu cần thiết là 5.
Bước 6. Cải tiến phương án ban đầu
Dùng phương pháp ưu tiên công việc có thời gian dài nhất.
Thời gian còn
lại của nhịp
dây chuyền
Nơi làm
Công việc
chọn
Thời gian
Thực hiện
Danh mục công việc
việc
A (70)
A (70)
D (20)
70
20
90
80
80
40
50
90
40
30
70
50
50
20
0
1
2
3
B (80); C (40); D (20); E(40)
B (80); C (40); E(40)
B (80)
10
C (40); E(40)
E(40); F(30); G(50)
C (40)
G (50)
50
0
E(40); F(30)
F(30); H(50)
E (40)
F (30)
50
20
4
5
H (50)
H (50)
40
Cách bố trí sau cải tiến:
Bước 7. Đánh giá hiệu quả của phương án mới
Địa điểm làm việc
Tổng
(giây)
1
90
90
0
2
3
4
5
Thời gian chu kỳ (giây)
Thời gian sản xuất (giây)
Thời gian nhàn rỗi (giây)
90
90
90
90
50
40
450
380
70
80
10
90
0
70
20
126
Hiệu quả của phương pháp bố trí mới: (380/450)x100% = 84,4% tốt hơn so với
70,4% của phương án bố trí sắp xếp cũ.
6.3.2. Phân tích bố trí mặt bằng theo quá trình
Trong loại hình bố trí sản xuất theo quá trình, có rất nhiều đường đi khác nhau của
sản phẩm hoặc khách hàng, cho nên đầu tiên cần chú ý xem xét tính chất của đầu ra. Có
hai loại đầu ra là hướng theo sản phẩm và hướng theo khách hàng.
Nếu đầu ra hướng theo sản phẩm thì mục tiêu là phải tìm con đường chuyển động
của nguyên liệu, bán thành phẩm là ngắn nhất giữa các nơi làm việc. Đối với hệ thống
hướng theo khách hàng, cần tìm phương án có khoảng cách di chuyển giữa các nơi làm
việc của khách hàng là ngắn nhất. Trong cả hai trường hợp cần phải quan tâm chi phí vận
tải hoặc chi phí thời gian. Vì vậy, một trong những mục tiêu của bố trí sản xuất theo quá
trình là tối thiểu hoá khoảng cách hoặc chi phí vận chuyển nguyên vật liệu, bán thành
phẩm và con người trong doanh nghiệp. Điều này thường được thực hiện bằng cách phân
bố các bộ phận có những công việc liên quan với nhau nhiều về luồng công việc càng gần
nhau càng tốt.
Để thiết kế bố trí sản xuất theo quá trình, cần phải thu thập, phân tích các thông tin
sau:
- Mục đích của bố trí sản xuất mà doanh nghiệp đặt ra.
- Danh mục, vị trí, độ lớn của các bộ phận, các nơi làm việc và nhà xưởng cần
được bố trí.
- Xác định mối quan hệ giữa các bộ phận.
- Luồng công việc dự kiến trong tương lai giữa các nơi làm việc.
- Khoảng cách giữa các vị trí và chi phí trên 1 đơn vị khoảng cách để di chuyển
sản phẩm giữa các bộ phận.
- Danh mục những yếu tố đặc biệt khác như thiết bị nâng, những đòi hỏi về cấu
trúc nền móng, quy định về an toàn và phòng chống cháy nổ.
- Tổng số vốn đầu tư dành cho bố trí sản xuất…
Từ các thông tin trên tiến hành phân tích, đánh giá từng yếu tố một cách cụ thể,
chi tiết tìm ra các phương án kết hợp khác nhau giữa các bước công việc, các bộ phận
trong dây chuyền sản xuất. Trong các phương án đó sẽ lựa chọn được cách kết hợp hợp
lý nhất, mang lại lợi ích cao hơn các phương án còn lại. việc lựa chọn phương án phụ
thuộc chặt chẽ vào mục tiêu cụ thể của doanh nghiệp đặt ra trong từng trường hợp.
Trong thực tế hiện nay, các doanh nghiệp thường áp dụng một số phương pháp
sau:
127
a. Phương pháp lượng hoá - tối thiểu hoá chi phí hoặc khoảng cách vận chuyển
Trong phương pháp này chi phí vận chuyển hoặc khoảng cách giữa các bộ phận là
tiêu chuẩn quan trọng để lựa chọn phương án thiết kế bố trí sản xuất. Tổng chi phí di
chuyển luồng sản phẩm được xác định theo công thức sau:
n
n
TC = (
L *Q )*K
ij ij
i=1 j=1
Trong đó:
n: Số nơi làm việc hay số nơi sản xuất.
Qij
: Số lượng sản phẩm phải di chuyển giữa các nơi làm việc i và j.
Lij
: Khoảng cách giữa các nơi làm việc i và j.
K: Chi phí vận chuyển đơn vị khoảng cách – khối lượng.
Phương pháp này có thể được thực hiện như sau:
Bước 1. Xây dựng sơ đồ hay ma trận thể hiện dòng di chuyển của các chi tiết từ
bộ phận này sang bộ phận khác.
Bước 2. Xác định diện tích cần thiết cho mỗi bộ phận sản xuất và khoảng cách
giữa từng bộ phận.
Bước 3. Xác định phương án bố trí thử ban đầu đối với doanh nghiệp cần bố trí
mới hoàn toàn.
Bước 4. Áp dụng công thức trên để tính tổng chi phí cho phương án bố trí thử ban
đầu hoặc giải pháp hiện tại.
Bước 5. Bằng phép thử đúng và sai tìm cách bố trí mặt bằng có khả năng sao cho
tổng chi phí vận chuyển là nhỏ nhất.
Ví dụ. Hãy sắp xếp 6 bộ phận trong một phân xưởng sao cho tổng chi phí di
chuyển nguyên liệu là nhỏ nhất. Mỗi bộ phận có kích thước là 20 x 20 m, chiều dài của
phân xưởng là 60 m và chiều rộng là 40 m. Giả sử trường hợp này chi phí vận chuyển
mỗi đơn vị ở hai bộ phận liền kề là 1.000 VNĐ.
Hiện tại phân xưởng đang có cách bố trí các bộ phận như sau:
Bộ phận 1
Bộ phận 2
Bộ phận 3
Hoàn thiện
In ấn
Đóng gói
Nhận hàng
Vận chuyển
Kiểm tra
Bộ phận 4
Bộ phận 5
Bộ phận 6
60m
128
Qua số liệu thống kê thấy rằng phân xưởng có khối lượng vận chuyển giữa các
khu vực trong một tuần như sau (đơn vị tấn):
(1)
Hoàn
thiện
(4)
Nhận
hàng
(2)
(3)
(5)
(6)
In ấn Đóng gói
Vận chuyển Kiểm tra
(1) Hoàn thiện
(2) In ấn
50
100
30
0
0
10
0
20
0
50
20
(3) Đóng gói
(4) Nhận hàng
(5) Vận chuyển
(6) Kiểm tra
100
0
50
0
Hãy đánh giá phương án bố trí mặt bằng hiện tại? Bạn có thể đưa ra 1 phương án
bố trí khác hợp lý hơn không?
Giải
Phương án hiện tại có sơ đồ bố trí như sau:
Do chi phí vận chuyển 1 đơn vị giữa hai bộ phận kế tiếp nhau là 1.000 VNĐ.
Tổng chi phí của phương án hiện tại là (1.000 VNĐ):
n
n
TC = (
L *Q ) = 50*1+100*2+ 20*2+30*1+50*1+10*1+20*2+100*1+50*1= 570
ij
ij
i=1 j=1
- Bố trí lại các bộ phận theo nguyên tắc các bộ phận có khối lượng vận chuyển
nhiều nhất thì xếp gần nhau. Căn cứ vào khối lượng vận chuyển giữa các bộ phận, ta có
phương án bố trí sau:
Bộ phận 1
In ấn (2)
Bộ phận 2
Hoàn thiện (1)
Vận chuyển (5)
Bộ phận 3
Đóng gói (3)
Kiểm tra (6)
Bộ phận 6
Nhận hàng (4)
Bộ phận 4
Bộ phận 5
60m
Phương án cải tiến có sơ đồ bố trí như sau:
129
Tải về để xem bản đầy đủ
108 trang
14520
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Quản trị sản xuất (Phần 2) - Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật công nghiệp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_quan_tri_san_xuat_phan_2_truong_dai_hoc_kinh_te_k.pdf
