Cân bằng dây chuyền sản xuất

1. Cân bằng dây chuyền sản xuất

“Cân bằng dây chuyền sản xuất” : Công suất tối đa của dây chuyền sản xuất không phụ thuộc vào công đoạn có tốc độ nhanh nhất, mà lại phụ thuộc vào công đoạn có tốc độ chậm nhất. Khoảng cách càng lớn giữa nhanh nhất và chậm nhất, thì tổn thất công suất hoặc lãng phí càng lớn.

Trong thực tế sản xuất, giữa các xưởng hoặc các nhóm khác nhau, mức độ quản lý và năng suất thường không đều nhau. Mức độ quản lý tổng thể của doanh nghiệp không phụ thuộc vào xưởng tốt nhất, mà phụ thuộc vào xưởng kém nhất. Tương tự, đối với một dây chuyền sản xuất, sản lượng và hiệu suất cũng như vậy.

Định nghĩa về cân bằng dây chuyền:

Cân bằng dây chuyền sản xuất là việc điều chỉnh tất cả các công đoạn sản xuất để đảm bảo chúng được thực hiện một cách đồng đều, điều chỉnh tải công việc hoặc khối lượng công việc của từng công đoạn sao cho thời gian làm việc của chúng gần như tương đương hoặc bằng nhau. Mục đích là loại bỏ các hiện tượng lãng phí chờ đợi, từ đó đạt được hiệu suất sản xuất tối đa.

Cân bằng dây chuyền trong sản xuất tinh gọn

Nút thắt cổ chai（công đoạn châm nhất):

Một phần của quy trình mà có thời gian sản xuất dài nhất được gọi là “nút thắt cổ chai” (Bottleneck). Nút thắt cổ chai không chỉ hạn chế tốc độ đầu ra của quy trình mà còn ảnh hưởng đến khả năng phát huy của các bộ phận khác. Giống như nghĩa đen của “nút thắt cổ chai”, kích thước cổ chai quyết định tốc độ chất lỏng chảy ra, nút thắt cổ chai trong dây chuyền sản xuất quyết định tốc độ sản xuất của toàn bộ dây chuyền.

Các dấu hiệu thường gặp của nút thắt cổ chai:

Tiến độ tổng thể chậm, hiệu suất sản xuất giảm;
Xuất hiện hiện tượng các bộ phận sản phẩm không thể phối hợp đồng bộ;
Một số công đoạn phải làm thêm giờ để kịp tiến độ, trong khi các công đoạn khác lại rất nhàn nhã;
Một số công đoạn tích lũy quá nhiều bán thành phẩm, trong khi các công đoạn khác thì rất ít;
Một số công đoạn chờ nguyên liệu, thiết bị, trong khi các công đoạn khác tiến triển bình thường;
Một số dây chuyền sản xuất ngừng hoạt động, xuất hiện tình trạng tồn đọng quá lâu.

Ảnh hưởng xấu của nút thắt cổ chai:

Quan hệ thứ tự giữa các công đoạn sẽ ảnh hưởng đến tiến độ của các công đoạn sau. Ví dụ, trong dây chuyền lắp ráp tổng thể :

Cân bằng dây chuyền trong sản xuất tinh gọn

Quan hệ song song giữa các công đoạn sẽ ảnh hưởng đến sự phối hợp của sản phẩm, ví dụ như quan hệ giữa dây chuyền lắp ráp phụ và dây chuyền lắp ráp tổng thể cũng tương tự.

Cân bằng dây chuyền trong sản xuất tinh gọn

Thời gian chu kỳ C.T (Cycle time):

Như đã giới thiệu ở trên, C.T là thời gian hoàn thành một sản phẩm mà không có lãng phí. Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất, do ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau, thời gian chu kỳ thực tế C.T của công đoạn có thể khác với thời gian chuẩn. Vì vậy, khái niệm Tỷ lệ thời gian chuẩn (STR) được giới thiệu.

Tỷ lệ thời gian chuẩn RL:

RT= Thời gian chu kỳ thực tế / Thời gian chuẩn

Thời gian chu kỳ thực tế ở đây là thời gian ngắn nhất mà một người vận hành hoàn thành một chu kỳ làm việc mà không có lãng phí, được đo đạc thực tế. Thời gian chuẩn là thời gian chu kỳ lý thuyết được tính toán dựa trên nội dung công việc của người vận hành.

Thông qua chu trình PDCA cải tiến liên tục, chúng ta phấn đấu để thời gian chu kỳ thực tế tiến gần đến thời gian chuẩn.

Trong thực tế sản xuất, thời gian chu kỳ thực tế thường ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng. Vì vậy, khi tính toán tỷ lệ cân bằng của dây chuyền sản xuất, chúng ta sử dụng thời gian chu kỳ thực tế của từng vị trí làm việc, chứ không phải thời gian chuẩn.

2. Tính toán cân bằng dây chuyền

Để đánh giá trạng thái cân bằng tổng thể của quy trình, cần thiết lập một giá trị định lượng để đo lường, tức là tỷ lệ cân bằng dây chuyền hoặc tỷ lệ tổn thất cân bằng, được biểu thị dưới dạng phần trăm.

Trước hết, cần làm rõ rằng, mặc dù thời gian CT của mỗi công đoạn có thể khác nhau, nhưng như đã đề cập, thời gian chu kỳ của dây chuyền sản xuất chỉ có một, đó là CT của công đoạn nút thắt cổ chai.

Công thức tính cân bằng dây chuyền:

Tỷ lệ cân bằng = [ ∑ (CT công đoạn × số người làm việc ở công đoạn) / (Tổng số người × CT công đoạn nút thắt cổ chai) ] × 100%

Một dây chuyền sản xuất có 5 công đoạn A, B, C, D, E, mỗi công đoạn có 1 người vận hành, thời gian làm việc lần lượt là 20, 22, 24, 16, 29 giây, tính tỷ lệ cân bằng của dây chuyền sản xuất này.

Giải:
Tỷ lệ cân bằng = ∑(A,B,C,D,E)/[Max(A,B,C,D,E)×5].

Công đoạn E là công đoạn nút thắt cổ chai, CT của cả dây chuyền là 29 giây.

Vì vậy:
Tỷ lệ cân bằng = (20+22+24+16+29) / (5×29) = 76.55%

Một dây chuyền sản xuất có công đoạn đầu tiên cần 10 giây, công đoạn thứ hai cần 12 giây, công đoạn thứ ba có 2 người làm cùng một việc, mỗi người mất 20 giây. Tỷ lệ cân bằng của dây chuyền sản xuất này là bao nhiêu?

Giải:
Công đoạn 1 = 10s, Công đoạn 2 = 12s, Công đoạn 3 = 20/2 = 10s, vậy CT dây chuyền = 12s

Tỷ lệ cân bằng = (10+12+10×2) / (4×12) = 87.5%

3. Cải tiến cân bằng dây chuyền

Cải tiến cân bằng dây chuyền là việc nâng cao sản lượng của các nguồn lực làm việc, điều chỉnh nội dung công đoạn, để thời gian làm việc của các công đoạn gần nhau hơn. Các phương pháp cải tiến cụ thể như sau:

Cải tiến công đoạn nút thắt cổ chai để giảm C.T của nó;
Tăng số lượng nhân viên hoặc thiết bị tại công đoạn nút thắt cổ chai để giảm C.T của nó;
Phân tách nội dung công việc của công đoạn nút thắt cổ chai để các công đoạn khác chia sẻ;
Hợp nhất hoặc hủy bỏ các công đoạn không phải nút thắt cổ chai.

Biểu diễn cải tiến

1/ (giảm C.T nút thắt cổ chai, giữ nguyên số lượng nhân viên)