C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN - 123doc

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚNMass – Production System 5.3 ĐK tiên quyết của SX khối lớn & dây chuyền prerequisites of mass and flow line production Điều kiện tiên quyết cơ bản là nhu

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.1 Khái niệm về sản xuất khối lớn

- Cách mạng công nghiệp (công nghiệp dệt)

- SX theo sản lượng (tiêu dùng, xe hơi, cơ khí…)

- Ứng dụng nhiều ở Mỹ (1990s)

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.1 Khái niệm về sản xuất khối lớn

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.2 Những nguyên tắc của dây chuyền

1 NT dòng công việc ( principle of work flow ) Dòng công việc, NVL, BTP di chuyển đều đặn,

Phụ thuộc thao tác (motion)  giảm tối đa

thao tác thừa,

BTP trong quá trình sản xuất (W.I.P)

 Hoạt động nhịp nhàng: NT dòng công việc

 Liên quan đến cân bằng dây chuyền.

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.2 Những nguyên tắc của dây chuyền

2 Hoán đổi giữa các công việc

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.2 Những nguyên tắc của dây chuyền

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.2 Những nguyên tắc của dây chuyền

4 Chia nhỏ công đoạn ( division of operation )

Không bắt buộc, nhưng là chỉ số quan trọng

trong dây chuyền,

Phụ thuộc vào công nghệ và cấu thành của SP, Được xem xét trong quá trình thiết kế,

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.3 ĐK tiên quyết của SX khối lớn & dây chuyền

( prerequisites of mass and flow line production )

Điều kiện tiên quyết cơ bản là nhu cầu lớn

(mass demand), và mức độ liên tục của nhu

cầu (tính ổn định),

Một số điều kiện khác: cân bằng chuyền, độ tin cậy thiết bị, cung cấp NVL và thiết kế SP.

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.3 ĐK tiên quyết của SX khối lớn & dây chuyền (prerequisites of mass and flow line production)

Dây chuyền cân bằng: yếu tố quan trọng nếu SX liên tục, và hạn chế việc tồn đọng BTP,

Việc gián đoạn trong cung cấp NVL, BTP đều dẫn đến trở ngại cho tính liên tục,

Việc chọn lựa dây chuyền phụ thuộc vào dạng SP,

Việc quyết định lựa chọn dựa trên tính kinh tế

Thông thường Theo lô

Không thay đổi Thay đổi cho từng lô

Theo đặc tính công việc Theo đặc tính công việc

Không thay đổi Thay đổi cho từng lô

SP hỗn hợp > 1 Liên tục Theo đặc tính từng lô Thay đổi cho từng lô theo yêu cầu

1 Nguồn gốc và sự phát triển của SXKL

1746, Adam Smith , trong sách “Tài sản của những quốc gia” đã bàn về việc phân chia lao động;

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.5 Lịch sử phát triển SXKL và SX dây chuyền

2 Lắp lẫn (hoán đổi) chi tiết và SX thủ côngTính kinh tế quy mô cao nhờ vào SX với SL lớn,

Tiêu chuẩn hóa với độ chính xác cao (lắp lẫn);

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.5 Lịch sử phát triển SXKL và SX dây chuyền

3 Việc phát triển nền công nghiệp ở Mỹ

Giữa cuối thế kỷ 19, NT lắp lẫn trong SX hàng loạt được phát triển ở Mỹ ( quân sự )

 “HTSX kiểu Mỹ – American system of

manufacture ”

 Đồ gá hỗ trợ cho máy và thao tác của công nhân ra đời  năng suất SX tăng lên rõ rệt;

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.5 Lịch sử phát triển SXKL và SX dây chuyền

4 Việc phát triển nền công nghiệp ở Anh

Ở Anh việc ứng dụng triết lý lắp lẫn cho SXKL chậm;

1733, Kay phát minh ra thoi dệt  cách mạng,

James Nasmyth phát minh ra búa máy / búa hơi

(steam hammer) (Manchester),

Kỹ sư Georg Bodmer là người phát minh ra cần trục,

xe nâng hàng, ông là người tiên phong trong SX dây chuyền, trong dây chuyền này việc gia công và di

chuyển NVL, BTP là đồng bộ,

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System5.6 Một số định nghĩa và thuật ngữ

1 Định nghĩa

a Thiết bị di chuyển BTP (transfer – lines )

b Dây chuyền SX, lắp ráp thủ công (manual flow lines or

assembly lines ):

1 Dây chuyền lắp ráp 1 sản phẩm (single – model

lines ): một loại SP duy nhất.

2 Dây chuyền lắp ráp nhiều SP (multi – model lines ): 2 hoặc nhiều loại SP tương tự; SX từng lô riêng biệt

3 Dây chuyền lắp ráp hỗn hợp (mixed – model lines ): 2 hay nhiều loại SP tương tự nhưng nhịp nhàng.

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.6 Một số định nghĩa và thuật ngữ

2 Thuật ngữ đối với dây chuyền SX đơn

Tổng công việc thành phần của một SP (total work content of product or item): bao gồm các CV SX và

CV phi SX

Một mục tiêu trong thiết kế dây chuyền là phân bổ TCV trong mỗi trạm tương đương nhau nghĩa là phân chia TCV TP đều giữa các trạm (về mặt thời gian)

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.6 Một số định nghĩa và thuật ngữ

2 Thuật ngữ đối với dây chuyền SX đơn

Th/g yêu cầu để hoàn thành CV: th/g gia công hay th/g phục vụ (service time / processing time),

Thời gian tối đa cho phép mỗi trạm làm việc hoàn

thành CV được phân bổ gọi là th/g chu kỳ, chu kỳ SX (cycle – time TC),

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.6 Một số định nghĩa và thuật ngữ

2 Thuật ngữ đối với dây chuyền SX đơn

Thời gian chậm ( balance delay - balance

loss ): là chênh lệch giữa tổng th/g hoàn

Chuyền phức tạp: khả năng biến động của công

nhân, hoặc th/g lao động thủ công trên chuyền có

nhiều thay đổi,

Khi th/g cho phép đối với công nhân thao tác tại một trạm bất kỳ bị giới hạn người ta gọi là bước,

Bước tới hạn (margin) cung cấp một khoảng th/g để hoàn thành CV (sử dụng buffer-stock)

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.7 Thiết kế DCSX đơn (Simple single-model lines)

Thời gian CV TP (work-element time),

Thời gian mỗi trạm (service/processing time) không đổi,

1 Làm thế nào để phân bổ CVTP vào các trạm làm

việc?

2 Chúng ta có nên sử dụng những trạm song song

hay không, nhiều máy, nhiều công nhân phục vụ cùng một công đoạn?

3 Th/g chu kỳ là bao nhiêu?

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.7 Thiết kế DCSX đơn (Simple single-model lines)

Hai dạng cơ bản của bài toán cân bằng DCSX đó là:

1 Th/g CK cho trước, phân bổ CVTP vào các trạm

làm việc sao cho: a) cực tiểu tổng th/g lãng phí

(balance loss), và b) phân bổ th/g lãng phí cho các trạm càng đều càng tốt Hay nói cách khác bài toán này là cực tiểu hóa số trạm làm việc trên dây chuyền

mà vẫn đảm bảo th/g CK cho trước

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.7 Thiết kế DCSX đơn (Simple single-model lines)

Hai dạng cơ bản của bài toán cân bằng DCSX đó là:

2 Số trạm làm việc cho trước, phân bổ CV vào các trạm sao cho cực tiểu th/g lãng phí và phân bổ th/g lãng phí này vào các trạm đều nhất có thể được Hay nói cách khác cực tiểu hóa th/g CK (cực đại hóa sản lượng đầu ra) nghĩa là tận dụng tối đa số trạm làm việc cho trước

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

5.7 Thiết kế DCSX đơn (Simple single-model lines)

1 Những yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng DCSX:

Trong đó: N: số trạm làm việc trong dây chuyền,

TC: thời gian chu kỳ (cycle time)

t i : thời gian gia công của CVTP thứ i.

1

0

m

i i



C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

2 Cân bằng DCSX với chu kỳ cho trước

Thời gian chu kỳ:

t



C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

Số trạm làm việc ít nhất theo lý thuyết (theoretical minimum number of stations hay nói cách khác là

giới hạn dưới của số trạm làm việc – Lower bound),

Số trạm làm việc ít nhất theo lý thuyết là

5.7 Thiết kế DCSX đơn (Simple single-model lines)

1 min

m

i i

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

Giả sử chúng ta có N trạm trong dây chuyền SX và mỗi trạm có th/g gia công T sj trong đó j = 1, N ta có th/g trung bình tại mỗi trạm là

Th/g chậm (balance delay) tại mỗi trạm là:

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

Thời gian chậm toàn dây chuyền là

5.7 Thiết kế DCSX đơn (Simple single-model lines)

1

m

i i

TC





C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

5.7 Thiết kế DCSX đơn (Simple single-model lines)

PP cân bằng dây chuyền gồm các bước:

+ Xác định tất cả các CV có thể phân bổ vào trạm

thứ nhất

+ Trong tất cả các CV có thể PB vào trạm thứ nhất, chúng ta XĐ những CV có thể PB vào trạm thứ hai.+ Trong tất cả các CV có thể phân bổ vào hai trạm 1

và 2, XĐ tất cả các CV có thể phân bổ vào trạm 3

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

5.7 Thiết kế DCSX đơn (Simple single-model lines)

+ Tiếp tục cho các trạm còn lại cho đến khi đạt CB, hay tất cả các CV đều được PB vào các trạm làm

việc, nghĩa là cho đến khi chúng ta đạt được số trạm làm việc là ít nhất tương ứng với CK cho trước

 Kỹ thuật này bị giới hạn đối với một số bài toán nhỏ, đối với bài toán lớn thì phải cần đến sự trợ giúp của máy tính

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

1 PP Kilbridge & Wester (Kilbridge & Wester method)

Đây là PP giải gần đúng đơn giản, chúng ta xét

ví dụ xây dựng dây chuyền SX với 21 công việc thành phần và có biểu đồ quan hệ tiên quyết như sau:

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

6 15

10 5

6 6

8

I II III IV V VI VII VIII IX X XI

Thời gian gia công

Công việc thành phần

Sơ đồ quan hệ tiên quyết (precedence relationship diagram)

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

Vòng tròn: công việc thành phần

Số trong vòng tròn: số thứ tự công việc thành phần

Số ở trên vòng tròn: thời gian gia công tương ứng

Số la mã: cột chứa các công việc sẵn sàng để phân bổ

Hướng mũi tên: thể hiện quan hệ công việc trước sau

3 4 5 6 7

III – V ( với CV 8 ) III

III – V ( với CV 10 )

9 5 4 5 6

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

Giả sử rằng bài toán đặt ra là CB DC SX với th/g CK TC = 36 Chúng ta thực hiện như sau:

B1: XĐ xem có th/g tích lũy ở cột ( f ) trong bảng trên nào bằng (TC) 36 hay không? Nếu không sang bước 2.

B2: Chọn th/g tích lũy lớn nhất trong cột ( f ) nhỏ hơn 36 , trong trường hợp này là 19 ứng với cột I trong biểu đồ QH tiên quyết.

B3: Trừ th/g CK 36 cho 19 còn lại 17

B4: Xét xem những CV TP nào trong cột II có tổng th/g lớn nhất nhưng ≤ 17 , trong trường hợp này là 16 ứng với CV 4, 6, 7 Và tổng th/g ứng với trạm làm việc trong trường hợp này là 35.

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

B5: Chọn th/g tích lũy nhỏ nhất ở cột ( f ) mà > 36 , trong trường hợp này là 48 ứng với cột I và II

B6: Xét xem có CV TP nào ở cột I và II có thể chuyển đi sang

những cột sau Trong trường hợp này CV 3 (cùng với CV 8 ) và CV

6 có thể chuyển ra sau và tổng th/g của trạm là 34.

B7: Chọn th/g tích lũy cột ( f ) lớn hơn tiếp theo, trong trường hợp này là 69 ứng với cột I , II , và III

B8: Xét xem có CV nào trong những cột này có thể chuyển sang những cột sau để cho tổng th/g của trạm ≤ 36 Trong trường hợp này thì không thể vì CV 3, 8, 7 và 10 có thể di chuyển nhưng th/

g còn lại là 38 lớn hơn 36

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

B9: Xét xem có thể cải thiện việc phân bổ công việc ở trạm 1 bằng cách xem xét thời gian tích lũy lớn trong cột ( f ), trong

trường hợp này thì không cải thiện được.

B10: Hiệu chỉnh việc phân bổ ở những trạm đã phân bổ, trong trường hợp này là B4 ứng với th/g của trạm là 35

B11: Viết lại bảng 3.1 ứng với trường hợp đã phân bổ và tính lại thời gian tích lũy ta được bảng 3.2.

Bảng 5.2

Cột số

( a ) Công việc số( b ) có thể chuyển đổi ( Công việc c ) Th/g gia công (d ) cột ( Th/g e ) Th/g tích lũy (f )

0 1 2 4 6 7

Trạm 1

6 5 8 5 5 6

( 35 )

5 10

IV – V ( với CV 8 ) IV–VI ( với CV 10 ) 95

4 6

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

B12: Xét xem thời gian tích lũy cột ( f ) bằng 36 hay không, trong trường hợp này có ứng với cột III và IV ở bảng 5.2

B13: Phân bổ tất cả công việc trong 2 cột này vào trạm làm việc mới và hình thành bảng 5.3.

Bảng 5.3

Cột số

( a ) Công việc số( b ) có thể chuyển đổi ( Công việc c ) Th/g gia công (d ) cột ( Th/g e ) tích lũy Th/g

( f ) 0

1 2 4 6 7

Trạm 1

6 5 8 5 5 6

(35)

3 9 5

9 5 4

8 11

10 2

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

B14: Có thời gian tích lũy nào ở cột ( f ) trong bảng 3.3 bằng 36

hay không, trong trường hợp này thì không.

B15: Chọn thời gian tích lũy trong cột ( f ) lớn nhất nhưng nhỏ hơn thời gian chu kỳ 36 , trong trường hợp này là cột V , VI , VII ,

và VIII ứng với thời gian của trạm là 31

B16: Trừ 36 với 31 còn lại 5

B17: Xét xem có công việc nào ở cột tiếp theo có thể chuyển đổi

và có thời gian gia công bằng 5 , trong trường hợp này là công việc 16

B18: Phân bổ công việc 16 vào trạm làm việc này và hình thành bảng 3.4

Bảng 5.4

Cột số

( a ) Công việc số( b ) có thể chuyển đổi ( Công việc c ) Th/g gia công (d ) cột ( Th/g e ) Th/g tích lũy (f )

0 1 2 4 6 7

Trạm 1

6 5 8 5 5 6

(35)

3 9 5

9 5 4

8

15 10

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

B19: Tương tự, xét xem thời gian tích lũy ở cột ( f ) có bằng 36

hay không, trong trường hợp này tất cả các cột còn lại là cột IX ,

X , XI , tổng thời gian của trạm bằng 36

B20: Phân bổ tất cả công việc còn lại vào trạm cuối cùng, bao gồm công việc 17 , 18 , 19 , 20

Như vậy tất cả các công việc thành phần ( 21 công việc ) đều

được phân bổ, trong trường hợp này tỷ lệ lãng phí thời gian

( balance loss ) là:

L% = (4x36 – 143)/(4x36)x100% = 0.69%

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

Một số lưu ý:

1 Việc hoán đổi giữa các cột được sử dụng để chọn những CV TP

có th/g gia công phù hợp để tối ưu từng trạm khi PB Bên cạnh

đó, việc chuyển đổi các CV giúp cho việc PB các CV vào các trạm tốt hơn hay nói cách khác cải thiện lời giải hơn

2 Lời giải tổng quát trong bài toán cân bằng dây chuyền SX

dạng 1 là không duy nhất Ngoại trừ trường hợp tất cả các trạm đều sử dụng hết công suất CV được PB vào trạm làm việc, có thể thuộc về một cột nào đó trong biểu đồ QHTQ, có thể được hoán đổi Điều này cho phép trưởng chuyền có thể làm chậm trễ

trật tự CV mà không ảnh hưởng đến tính cân bằng của lời giải tối ưu.

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

Sơ đồ phân bổ trạm làm việc

6 15

10 5

6 6

8

Trạm 1 Trạm 2 Trạm 3 Trạm 4

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

2 PP xếp hạng theo trọng số vị trí (Ranked positional weights – r.p.w)

PP này được Helgeson và Birnie (1961) phát triển tại công ty General Electric của Mỹ PP này cho lời giải nhanh và tốt hơn, để hiểu rõ PP này chúng ta xét ví

dụ sau

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

3 Phương pháp cân bằng dây chuyền:

Thời gian gia công

Công việc thành phần

Sơ đồ quan hệ tiên quyết

C5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT KHỐI LỚN

Mass – Production System

Cách XĐ trọng số này như sau: cộng th/g gia công của chính CV đó với tất cả các CV TP theo sau nó

trong biểu đồ QHTQ Ví dụ đối với CV 0 cách tính như sau: