Xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định đa mục tiêu cho việc hoạch định sản xuất tại công ty cao su thanh bình

Một hệ thống sản xuất luôn có những mục tiêu mâu thuẩn nhau, điển hình như: cực đại lợi nhuận, cực tiểu chi phí sản xuất, cực đại năng lực sản xuất, cực tiểu lượng tồn kho, đáp ứng tối đ

-

VÕ NGUYÊN SƠN

XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH

ĐA MỤC TIÊU CHO VIỆC HOẠCH ĐỊNH SẢN XUẤT

TẠI CÔNG TY CAO SU THANH BÌNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật hệ thống công nghiệp

Mã số ngành: 60.55.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2006

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS Hồ Thanh Phong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Tp HCM, ngày 21 tháng 01 năm 2006

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Võ Nguyên Sơn .Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 14-05-1981 .Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Kỹ thuật hệ thống công nghiệp MSHV: 02704601

I- TÊN ĐỀ TÀI: Xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định đa mục tiêu cho việc hoạch

định sản xuất tại công ty cao su Thanh Bình

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu hoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty cao su Thanh Bình

- Tìm hiểu các mô hình hoạch định sản xuất và các lý thuyết liên quan

- Thiết kế mô hình hoạch định sản xuất cho công ty

- Thu thập số liệu

- Xây dựng công cụ hỗ trợ ra quyết định

- Phân tích kết quả, kết luận và kiến nghị

- Viết báo cáo thuyết minh

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21-01-2006

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06-07-2006

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Hồ Thanh Phong

QL CHUYÊN NGÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

Ngày tháng năm

TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn tất cả những người đã góp phần cùng tôi làm nên luận văn này

Trước tiên là thầy PGS TS Hồ Thanh Phong, người đã mang thế giới của Industrial and System Engineering đến với tôi Cám ơn Thầy đã tận tâm dạy dỗ em suốt sáu năm qua

và hướng dẫn em thực hiện luận văn này

Xin chân thành cám ơn thầy TS Nguyễn Văn Hợp và TS Nguyễn Tuấn Anh đã nhận xét, phản biện nghiêm túc, giúp em hoàn chỉnh luận văn này

Cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật hệ thống công nghiệp, trong những năm qua, đã hết lòng truyền đạt cho tôi những kiến thức chuyên ngành thật quý báu

Công trình này đã hoàn thành trong sự chờ đón, động viên và chia sẻ của ba mẹ tôi, chị

em tôi, những người đồng môn và những người bạn Cám ơn mọi người đã luôn bên tôi trong những lúc này

Cuối cùng, xin cảm ơn ban Giám đốc công ty cao su Thanh Bình, kế toán trưởng và quản đốc các xưởng đã ủng hộ những ý tưởng của tôi, thảo luận và giúp tôi có được những số liệu thực tế

TP HCM, tháng 8/2006

Võ nguyên Sơn

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN IV

TÓM TẮT LUẬN VĂN V

MỤC LỤC VI

DANH SÁCH HÌNH VẼ IX

DANH SÁCH BẢNG BIỂU X

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Cấu trúc của luận văn 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 4

2.1 Lý thuyết kỹ thuật ra quyết định 4

2.1.1 Sơ lược lịch sử hình thành và phát triển kỹ thuật ra quyết định 4

2.1.2 Phân loại các kỹ thuật ra quyết định 5

2.1.3 Quy hoạch mục tiêu 9

2.1.4 Các biến thể của quy hoạch mục tiêu .11

2.1.5 Những điểm mạnh & yếu của quy hoạch mục tiêu .11

2.2 Hoạch định sản xuất .12

2.2.1 Hệ thống sản xuất nhiều giai đoạn 13

2.2.2 Bài toán hoạch định sản xuất đa mục tiêu 14

2.3 Kỹ thuật đo lường và định mức lao động 16

2.3.1 Khái niệm định mức công việc 16

2.3.2 Phương pháp xác định thời gian định mức 17

2.3.3 Phương pháp xác định hệ số đánh giá tốc độ thực hiện công việc 20

2.3.4 Xác định lượng thời gian điều chỉnh cho các công việc 24

2.4 Một số nghiên cứu liên quan 28

2.4.1 Mô hình hoạch định sản xuất đa mục tiêu của Tabucanon 28

2.4.2 Mô hình hoạch định sản xuất của Boppana & Jannes 30

2.4.3 Hoạch định tổng hợp và điều độ sản xuất tại công ty cổ phần Vĩnh Tiến 31

2.4.4 Các nghiên cứu có liên quan khác 32

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN 33

3.1 Cách tiếp cận 33

3.2 Chọn quy hoạch mục tiêu để hoạch định sản xuất 35

3.3 Giải bài toán quy hoạch mục tiêu bằng phương pháp tối ưu tuần tự 35

CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG SẢN XUẤT HIỆN TẠI 37

4.1 Mô tả hệ thống sản xuất hiện tại 37

4.1.1 Giới thiệu hoạt động sản xuất của nhà máy 37

4.1.2 Quy trình và năng lực sản xuất 37

4.1.3 Hiện trạng công tác hoạch định sản xuất tại công ty .39

4.2 Xác định các yêu cầu cho hệ thống hoạch định sản xuất .40

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG HOẠCH ĐỊNH SẢN XUẤT 42

5.1 Mô hình hoạch định sản xuất đa mục tiêu 42

5.1.1 Mô hình 42

5.1.2 Những khác biệt so với mô hình của Tabucanon và của Boppana & Jannes .45

5.2 Ứng dụng kỹ thuật đo lường và định mức lao động vào việc xác định năng lực sản xuất 48

5.3 Công cụ hỗ trợ hoạch định sản xuất đa mục tiêu 51

5.4 Kiểm tra hoạt động của chương trình hoạch định sản xuất 52

5.4.1 Các kịch bản kiểm tra hoạt động của chương trình 52

5.4.2 Kiểm tra hoạt động của các file DLL của Lingo 54

5.4.3 Kiểm tra & bẫy lỗi nhập dữ liệu 56

5.4.4 Kiểm tra tính đúng đắn của kết quả 57

5.4.5 Kiểm tra tính tối ưu của chương trình .59

5.4.6 Phân tích độ nhạy 66

5.5 Ứng dụng công cụ hoạch định sản xuất cho bài toán thực ở nhà máy 66

5.6 So sánh kết quả hoạch định sản xuất với thực tế 67

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 71

6.1 Những đóng góp của luận văn 71

6.2 Những hạn chế 71

6.3 Hướng phát triển của đề tài 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 74

PHỤ LỤC A: MÃ NGUỒN VBA CỦA CÔNG CỤ HOẠCH ĐỊNH SẢN XUẤT A-1

PHỤ LỤC B: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM LINGO B-1

PHỤ LỤC C: KẾT QUẢ HOẠCH ĐỊNH SẢN XUẤT CỦA PERUBCO TRONG 3 THÁNG DẦU NĂM 2006 C-1

PHỤ LỤC D: KẾT QUẢ SẢN XUẤT CỦA PERUBCO TRONG 3 THÁNG DẦU NĂM 2006 D-1

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2.1 - Sơ đồ phân loại các loại bài toán ra quyết định đa tiêu chuẩn 8

Hình 2.2 - Cực tiểu tổng các độ lệch không mong muốn 10

Hình 2.3 - Một giai đoạn sản xuất cơ bản 13

Hình 2.4 - Hệ thống sản xuất nhiều giai đoạn [1] .14

Hình 2.5 - Sơ đồ các loại điều chỉnh theo chức năng [13] 19

Hình 3.1 - Quy trình thực hiện nghiên cứu 33

Hình 3.2 - Thủ tục tối ưu tuần tự trong quy hoạch mục tiêu 36

Hình 4.1 - Quy trình sản xuất các loại sản phẩm cao su kỹ thuật 38

Hình 5.1 - Sơ đồ khối chức năng của công cụ hoạch định sản xuất 51

Hình 5.2 - Báo lỗi không tìm thấy các files DLL 55

Hình 5.3 - Trạng thái kết nối Excell – Lingo thành công và đạt được lời giải tối ưu 55

Hình 5.4 - Lỗi nhập dữ liệu 56

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 - Phân loại các lý thuyết ra quyết định đơn tiêu chuẩn 6

Bảng 2.2 - Thành lập các ràng buộc mục tiêu 10

Bảng 2.3 -Các mục tiêu điển hình trong hoạch định sản xuất 15

Bảng 2.4 - Ðánh giá theo kỹ năng 21

Bảng 2.5 - Ðánh giá theo nổ lực 22

Bảng 2.6 - Ðánh giá theo điều kiện làm việc 23

Bảng 2.7 - Ðánh giá theo tính nhất quán 23

Bảng 2.8 - Độ điều chỉnh khuyến nghị của ILO cho các loại công việc 27

Bảng 4.1 - Năng lực sản xuất của nhà máy 39

Bảng 5.1 – So sánh mô hình được thiết kế với mô hình của Tabucanon và của Boppana & Jannes 46

Bảng 5.2 - Xác lập định mức thời gian cho các công đoạn sản xuất 50

Bảng 5.3 - Dữ liệu bài toán mẫu 57

Bảng 5.4 - Độ ưu tiên của các mục tiêu 58

Bảng 5.5 - Kiểm tra tính đúng đắn của kết quả từ chương trình máy tính 58

Bảng 5.6 - Kiểm tra tính tối ưu của kết quả từ chương trình máy tính .65

Bảng 5.7 - Các mục tiêu và độ ưu tiên theo quan điểm của Perubco 67

Bảng 5.8 – So sánh kết quả hoạch định với số liệu thực tế 68

Bảng 5.9 - So sánh độ nhạy theo thứ tự độ ưu tiên của các mục tiêu 69

Bảng 5.10 - Kết quả hoạch định sản xuất của Perubco tháng 1/2006 70

Bảng 5.11 - Kết quả hoạch định sản xuất của Perubco tháng 2/2006 70

Bảng 5.12 - Kết quả hoạch định sản xuất của Perubco tháng 3/2006 70 Bảng B 1 - Khả năng giải của các phiên bản Lingo B-2 Bảng C 1 - Kết quả hoạch định sản xuất tháng 1/2006 C-1 Bảng C 2 - Kết quả hoạch định sản xuất tháng 2/2006 .C-6 Bảng C 3 - Kết quả hoạch định sản xuất tháng 3/2006 .C-8 Bảng C 4 - Kết quả hoạch định sản xuất tháng 3/2006 có ưu tiên cho s.phẩm 01004 C-10 Bảng D 1 - Kết quả sản xuất của Perubco tháng 1/2006 D-1 Bảng D 2 - Kết quả sản xuất của Perubco tháng 2/2006 D-3 Bảng D 3 - Kết quả sản xuất của Perubco tháng 3/2006 D-5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Trong cuộc sống, mỗi con người hay tổ chức đều có những mục tiêu cần đạt được để tồn tại & phát triển Các mục tiêu đó thường mâu thuẩn với nhau và nếu thoả mãn được mục tiêu này thì phải hy sinh một phần hoặc toàn bộ những mục tiêu khác Một hệ thống sản xuất luôn có những mục tiêu mâu thuẩn nhau, điển hình như: cực đại lợi nhuận, cực tiểu chi phí sản xuất, cực đại năng lực sản xuất, cực tiểu lượng tồn kho, đáp ứng tối đa nhu cầu khách hàng hoặc là cực tiểu thay đổi nhân công, … Khi chưa có một công cụ hỗ trợ thì việc ra quyết định chủ yếu là dựa vào kinh nghiệm của người ra quyết định, và đôi khi kết quả của quyết định đó sẽ không thoả mãn được mong muốn của người ra quyết định

Trong hoạt động sản xuất kinh doanh, đặc biệt là ở thời kỳ hội nhập với môi trường cạnh tranh khốc liệt như hiện nay, khi mà các nguồn lực như thông tin, nguyên liệu vật

tư, máy móc, nhân công và tài chính đều được tiếp cận một cách dễ dàng như nhau, thì sức mạnh cạnh tranh nằm ở nội lực hay nói cách khác là khả năng cắt giảm chi phí bằng các phương thức tổ chức hoạt động sản xuất hiệu quả Trong việc thực hiện nỗ lực ấy, vấn đề hoạch định và điều độ sản xuất đã trở thành tiêu điểm để nghiên cứu và

hành động Để minh họa đầy đủ cho sự quan trọng của nó, người ta có câu “Một người

lo bằng kho người làm”, từ “lo” ở đây là hoạch định, lập kế hoạch và tối ưu các nguồn

lực Hoạch định tốt, hiệu quả đáng giá bằng cả “kho người làm”

Với kiến thức tích luỹ được từ ngành kỹ thuật hệ thống công nghiệp, tiêu biểu là kỹ thuật ra quyết định, vận trù học và quản lý sản xuất, người viết mong muốn xây dựng một công cụ có thể hỗ trợ hiệu quả trong việc ra quyết định đa mục tiêu cho công tác hoạch định và điều độ sản xuất

1.2 Mục tiêu

 Thiết lập mô hình hoạch định sản xuất đa mục tiêu phù hợp với thực tế hoạt động sản xuất và kinh doanh ở công ty cao su Thanh Bình

 Xây dựng công cụ hỗ trợ ra quyết định cho công tác hoạch định sản xuất

1.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được các mục tiêu trên, luận văn đã thực hiện các nội dung sau:

X Tìm hiểu hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty cao su Thanh Bình

Y Tìm hiểu các mô hình hoạch định sản xuất và các lý thuyết liên quan

Z Thiết kế mô hình hoạch định sản xuất cho công ty

[ Thu thập số liệu

\ Xây dựng công cụ hỗ trợ ra quyết định

] Kiểm tra và phân tích kết quả

1.5 Cấu trúc của luận văn

Luận văn này được trình bày thành sáu chương:

Chương 1 giới thiệu lý do hình thành đề tài, mục tiêu nghiên cứu, các nội dung chính,

phạm vi nghiên cứu, cũng như cấu trúc của luận văn

Chương 2 trình bày các lý thuyết được ứng dụng trong nghiên cứu này và một số

nghiên cứu liên quan

Chương 3 bàn luận các phương pháp và cách tiếp cận của nghiên cứu

Chương 4 giới thiệu về hệ thống sản xuất được ứng dụng cho nghiên cứu này, cũng

như những khảo sát & đánh giá hệ thống thực làm cơ sở cho định nghĩa bài toán và xây dựng mô hình

Chương 5 trình bày mô hình được xây dựng cho hệ thống thực, ứng dụng của kỹ thuật

đo lường và định mức lao động trong việc xác định năng lực sản xuất của nhà máy Tiếp đó là phần giới thiệu công cụ được xây dựng để hỗ trợ cho việc hoạch định sản xuất đa mục tiêu Và sau cùng là phần kiểm tra chương trình để đảm bảo nó hoạt động đúng với yêu cầu và phù hợp với hệ thống thực tế

Chương 6 kết luận những đóng góp cũng như hạn chế của luận văn và hướng phát triển

mở rộng của đề tài

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN

Luận văn này được thực hiện trên cơ sở các lý thuyết: Kỹ thuật ra quyết định, Hoạch định sản xuất và Kỹ thuật đo lường & định mức lao động Bên cạnh việc trình bày các

lý thuyết trên, chương này cũng giới thiệu các đặc điểm và tính năng của phần mềm Lingo được ứng dụng trong luận văn này, và cuối cùng là phần tóm lược một số nghiên cứu liên quan

2.1 Lý thuyết kỹ thuật ra quyết định

2.1.1 Sơ lược lịch sử hình thành và phát triển kỹ thuật ra quyết định

Từ thuở ban đầu của loài người, việc ra quyết định đã luôn bao gồm các quyết định đa tiêu chuẩn mà con người phải đối diện, mặc dù lúc này chưa có một phương pháp toán học cụ thể nào hỗ trợ cho việc giải các bài toán này Vilfredo Pareto là người đầu tiên nghiên cứu về lĩnh vực này, bằng cách suy luận hiển nhiên, ông tổ hợp các tiêu chuẩn mâu thuẫn nhau vào một chỉ số đánh giá đơn để làm cơ sở cho việc ra quyết định Pareto đã giới thiệu khái niệm hiệu quả, còn được gọi là Pareto Efficiency, là một khía cạnh quan trọng của lý thuyết đa mục tiêu hiện đại ngày nay

Nhiều thập niên sau, Koopmans đã mở rộng nghiên cứu của Pareto, ông giới thiệu khái niệm vectơ hiệu quả, tức là tập hợp các phương án không bị trội hay còn gọi là đường cong Pareto

Sau đó, vào những năm 1904 – 1950, Neumann và Morgenstern đã giới thiệu lý thuyết

độ hữu ích kỳ vọng, mà nó đã đặt nền tảng cho một phương pháp tiếp cận ra quyết định

đa tiêu chuẩn (Multi-Criterial Decision Making, viết tắt MCDM) mới Đến những năm

1960, những khái niệm và giải thuật được mô tả từ những nghiên cứu trước đây đã được mở rộng bởi Charnes và Cooper và Fishburn

Cho đến cuối những năm 1960s những nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng đã bắt đầu dưới sự bảo trợ của hội nghiên cứu vận trù Châu Âu ( European Operational Research Community) Roy là người sáng lập dòng MCDM ở Châu Âu, đã xây dựng một lý thuyết mới cho bài toán MCDM dựa vào khái niệm quan hệ xếp hạng (outranking) Khái niệm này được trình bày trong phương pháp ELECTRE (ELimination Et Choix Traduisant la REalité)

Từ những năm 1970 đến 1990, MCDM đã phát triển nhanh chóng Hiệp hội khoa học MCDM đã được thành lập và nhiều nghiên cứu có ý nghĩa đã được xuất bản trên các tạp chí quốc tế, cả về lý thuyết MCDM lẫn các ứng dụng thực tế Lĩnh vực này đã tận dụng sự phát triển mạnh mẽ & rộng khắp của máy tính để xây dựng các các phần mềm giải bài toán MCDM Các phần mềm này được biết đến như là hệ thống hỗ trợ ra quyết định (Decision Support System, viết tắt DSS) đa tiêu chuẩn, đã cung cấp các phương tiện để thực hiện những tiến bộ trong lý thuyết MCDM bằng một hệ thống thân thiện với người dùng Các hệ thống này thậm chí còn cung cấp khả năng xử lý ra quyết định tức thời (real time decision making) thông qua sự tương tác của chính sách ra quyết định và cơ sở dữ liệu được cập nhật tức thời

2.1.2 Phân loại các kỹ thuật ra quyết định

Trong lĩnh vực nghiên cứu các kỹ thuật ra quyết định, ta có thể phân chia các bài toán

ra quyết định thành 2 loại: Ra quyết định đơn tiêu chuẩn (single criterion decision making hay mono-criterion decision making) và MCDM Lớp các bài toán đơn tiêu chuẩn có thể được mô tả sơ lược và phân loại như trong bảng 2.1

Bảng 2.1 - Phân loại các lý thuyết ra quyết định đơn tiêu chuẩn

Loại quyết định Điều kiện Các kỹ thuật & Tiêu chuẩn chọn lựa

Ra quyết định

trong điều kiện

chắc chắn

Biết chắc kết quả của mỗi phương án

- Chọn phương án làm cực đại lợi nhuận hoặc cực tiểu thiệt hại

- Chọn phương án dựa trên giá trị kỳ vọng xác định từ các phương pháp: Maximax, Maximin, minimax (thiệt hại cơ hội), equally likely/laplace (cực đại giá trị trung bình các lợi nhuận)

- Chọn phương án cực đại giá trị kỳ vọng

tính bằng tiền (Expected moneytary value)

- Cực tiểu thiệt hại cơ hội kỳ vọng (Min

expected opportunity loss)

- Cây quyết định

- Lý thuyết độ hữu ích (Utility Theory)

Trong thực tế cuộc sống, rất nhiều (nếu không nói là hầu hết) các bài toán ra quyết định thuộc lớp các bài toán đa tiêu chuẩn [1] MCDM có thể được hiểu như là một phần trong một lĩnh vực rộng hơn của ra quyết định, đó là hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chuẩn (Multi-Criteria Decision Aid, được viết tắt là MCDA) MCDA xây dựng các công cụ

để hỗ trợ người ra quyết định trong việc giải một bài toán ra quyết định với nhiều quan điểm hay mục tiêu Đây không phải là công việc dễ dàng vì thông thường những quan điểm hay mục tiêu này trái ngược nhau, cho nên không phải lúc nào cũng tìm được một lời giải thống nhất, thỏa mãn tốt nhất cho tất các các phương án

MCDA và MCDM có khác nhau? Xu hướng của MCDA là tạo nên một công cụ cho phép người ra quyết định nhận dạng, phân tích và hiểu những quan điểm này để có thể tiến hành quá trình ra quyết định Nó được gọi là cách tiếp cận từ gốc rễ (constructivist approach)

MCDM có một cách tiếp cận rõ ràng hơn Trong MCDM người ta giả sử rằng tồn tại một “cái gì đó” mà nó cho phép người ra quyết định xác định phương án nào là tốt nhất Chúng ta sử dụng hàm độ hữu ích nếu nó có thể được thành lập và mô tả bằng các thuật ngữ toán học, hoặc sử dụng các kỹ thuật so sánh giữa các phương án Vì thế mục tiêu chính là quan sát các hành vi và quan điểm của người ra quyết định và cố gắng giúp họ hiểu bản chất các cơ chế trong quá trình ra quyết định, cũng như là phân tích cho họ hiểu tất cả các yếu tố mà nó ảnh hưởng đến kết quả

MCDM phát triển mạnh ở Mỹ (American School), trong khi MCDA được sử dụng bởi hầu hết các nhà nghiên cứu châu Âu (French School) [Roy & Vanderpoonten, 1996]

Trong lĩnh vực nghiên cứu về MCDM, chúng ta có thể phân ra thành hai loại: ra quyết định đa thuộc tính (multi- attribute decision making, viết tắt MADM) và ra quyết định

đa mục tiêu (multi-objective decision making, viết tắt MODM ) Loại thứ nhất nhằm vào các bài toán với không gian ra quyết định rời rạc, các phương án được xác định trước Do đó loại này thường được sử dụng trong việc chọn lựa các phương án ra quyết định

Loại thứ hai thích ứng với loại bài toán có không gian quyết định liên tục MODM được nghiên cứu rộng rãi với các phương pháp quy hoạch toán học, do đó nó được thành lập dễ dàng trên các cơ sở lý thuyết và vì vậy bài toán tối ưu này có thể xem xét nhiều giả thuyết của các biến và hàm được định nghĩa từ các mô hình và ràng buộc

Loại bài toán MODM liên tục này được sử dụng để thiết kế hay tạo ra các phương án

ra quyết định Sơ đồ phân loại các bài toán ra quyết định được trình bày trên hình 2.1

Hình 2.1 - Sơ đồ phân loại các loại bài toán ra quyết định đa tiêu chuẩn

Ra quyết định đa tiêu chuẩn

Multi-Criteria decision making

Ra quyết định đa mục tiêu

Multi-Objective decision making

Ra quyết định đa thuộc tính

Multi-Attribute decision making

Tối ưu hóa

đa mục tiêu

Multi-Objective

Optimization

Quy hoạch mục tiêu

Goal programming

Ra quyết định

đa nhân tố

Multi-Factor decision making

Ra quyết định

đa thuộc tính

Multi-attribute decision making

-Tiếp cận 1 mục tiêu

Single Objective Approach

-Mục tiêu toàn cục

Global criterion methods

-Quy hoạch thỏa hiệp

-Đơn hình cải biên

Modified simplex method

-Lý thuyết độ hữu ích

Multi-attribute utility theory

-Phương pháp xếp hạng

Outranking relation approach

-Quá trình phân tích thứ bậc

Analytic hierarchy process

Các bài toán MCDM rời rạc chủ yếu sử dụng cho việc chọn lựa các phương án

Các bài toán MCDM liên tục chủ yếu sử

dụng cho việc thiết kế các phương án

-Quá trình đánh giá đa nhân tố

Multi-Factor evaluation process

2.1.3 Quy hoạch mục tiêu

Quy hoạch mục tiêu (Goal Programming, viết tắt là GP) là một nhánh của ra quyết định

đa mục tiêu và thuộc lớp các bài toán ra quyết định đa tiêu chuẩn liên tục dùng cho việc quy hoạch các phương án ra quyết định Khái niệm GP lần đầu tiên được sử dụng bởi Charnes, Cooper và Ferguson vào năm 1955 [4] và nó chính thức xuất hiện trong sách [5] của Charnes và Cooper vào năm 1961 Tiếp theo sau là các nghiên cứu của Lee [15], Ignizio [9] và Cavalier [10] và Romero [6] Scniederjans [11] đã tóm lược lịch sử phát triển của các bài báo trước năm 1995 có liên quan đến quy hoạch mục tiêu Jones và Tamiz [7] cũng đã trình bày chi tiết sự phát triển của quy hoạch mục tiêu trong giai đoạn 1995 -2000

Ứng dụng đầu tiên của Goal Programming vào kỹ thuật được thực hiện bởi James P

Ignizio, trong việc thiết kế và thay thế các Ăngten được sử dụng trong chặn II của tàu

vũ trụ Apollo thế hệ Saturn V Ứng dụng này được sử dụng để đưa tàu Apollo mang người đầu tiên lên mặt trăng

Ý tưởng của GP ban đầu là cực tiểu tổng các độ lệch không mong muốn (hình 2.2, nét đậm) của các mục tiêu, theo thứ tự đối với mục tiêu có độ ưu tiên cao hơn trước sau đó đến các mục tiêu có độ ưu tiên thấp hơn, trên cơ sở bảo toàn độ thoả mãn của các mục tiêu cao hơn Loại này được gọi là Pre-emptive goal programming hay Lexicographic Ignizio [9] đã đưa ra giải thuật tối ưu tuần tự (Sequential optimazation) trình bày cách giải bài toán này bằng một chuổi các bài toán quy hoạch tuyến tính, chi tiết giải thuật được trình bày trong phần 3.3 Bài toán Pre-emptive goal programming được sử dụng khi thứ tự ưu tiên của các mục tiêu được xác định rõ ràng và điều quan trọng là độ ưu tiên Pn được xem là vô cùng lớn so với độ ưu tiên Pn+1

Hình 2.2 - Cực tiểu tổng các độ lệch không mong muốn

Các thuật ngữ trong bài toán quy hoạch mục tiêu:

- Mục tiêu (Goals): là đích mà tổ chức hay công ty muốn nhắm đến

- Độ ưu tiên (Priority): là mức độ quan trọng của các mục tiêu

- Độ lệch (Deviation): là sự chênh lệch giữa giá trị đạt được của mục tiêu và điểm

mục tiêu lý tưởng mà tổ chức hay công ty nhắm đến

- Hàm mục tiêu: chỉ có một hàm mục tiêu duy nhất trong bài toán QHMT là cực tiểu

hoá các độ lệch

- Trọng số (Weight): mức độ quan trọng của các mục tiêu trong cùng một độ ưu tiên

Để thành lập ràng buộc cho các mục tiêu [1], các ràng buộc cứng được biến đổi thành các ràng buộc mục tiêu bằng cách dùng thêm hai biến lệch d- và d+ như trong bảng 2.2 Trong đó d- và d+ là lượng nhỏ hơn và lượng lớn hơn giá trị mục tiêu mong muốn

Bảng 2.2 - Thành lập các ràng buộc mục tiêu

Loại

mục tiêu

Dạng ràng buộc mục tiêu

Biến lệch được cực tiểu hóa

2.1.4 Các biến thể của quy hoạch mục tiêu

Nếu người ra quyết định quan tâm nhiều đến việc so sánh trực tiếp các mục tiêu thì nên

sử dụng phương pháp quy hoạch mục tiêu có trọng số (Weighted or Nonpre-emptive goal programming) Trong trường hợp này, tất cả các độ lệch được nhân với các trọng

số thể hiện mức độ quang trọng của nó, sau đó cộng lại thành giá trị tổng của hàm mục tiêu Thông thường ta thấy rằng các độ lệch có đơn vị khác nhau do đó ta không thể cộng trực tiếp lại với nhau Để cải thiện điều này người ta thường nhân các độ lệch với một hằng số chuẩn hóa Các hằng số chuẩn hoá thông thường được sử dụng là giá trị mục tiêu của các mục tiêu tương ứng (để chuyển các độ lệch về giá trị phần trăm), hoặc khoảng mục tiêu tương ứng giữa giá trị tốt nhất và xấu nhất (để chuyển các độ lệch về giá trị 0-1)

Đối với những người ra quyết định quan tâm đến việc đạt được sự cân bằng giữa các mục tiêu mâu thuẩn nhau thì nên sử dụng loại quy hoạch mục tiêu Chebyshev Được giới thiệu bởi Flavell vào năm 1976 [14], loại biến thể này cục tiểu hóa các độ lệch không mong muốn cực đại hơn là cực tiểu tổng các độ lệch Phương pháp này sử dụng thang đo khoảng cách Chebyshev, nó nhấn mạnh vào sự cân bằng giữa các phương án hơn là tối ưu một cách “tàn nhẫn”

2.1.5 Những điểm mạnh & yếu của quy hoạch mục tiêu

Điểm mạnh chính của GP là tính đơn giản và dễ sử dụng của nó Phương pháp quy hoạch mục tiêu có trọng số và Chebyshev có thể được giải bằng các phần mềm máy tính quy hoạch tuyến tính sẳn có Quy hoạch mục tiêu Lexicographic có thể được giải bằng một chuổi các mô hình quy hoạch tuyến tính như được mô tả bởi Ignizio và Cavalier [10] Quy hoạch mục tiêu có thể giải được một số lượng biến, ràng buộc và mục tiêu tương đối lớn

Điểm yếu đang được tranh luận là khả năng quy hoạch mục tiêu sinh ra các lời giải mà

nó không phải là lời giải hiệu quả Pareto Điều này đã vi phạm khái niệm cơ bản của lý thuyết ra quyết định, đó là, không có người ra quyết định hợp lý nào cố ý chọn những lời giải mà nó không phải là lời giải hiệu quả Pareto Tuy nhiên cũng đã có những kỹ thuật [8,10,12] để phát hiện ra khi nào thì trường hợp này sẽ xảy ra và xử lý để đưa lời giải này vào vùng lời giải hiệu quả Pareto một cách thích hợp Một vấn đề khác cũng gây nhiều tranh luận là việc xác lập các trọng số thích hợp trong mô hình quy hoạch mục tiêu Một vài tác giả [16] đề nghị sử dụng AHP hoặc các phương pháp phân tích

độ nhạy để xác định các trọng số này

2.2 Hoạch định sản xuất

Hoạch định và điều độ được ứng dụng rất nhiều trong thực tế với những tên gọi khác nhau như lên kế hoạch, dự trù công việc, sắp xếp, phân công công việc v.v… Tuy nhiên, với tên nào thì hoạch định và điều độ cũng cho thấy được những ảnh hưởng

quan trọng của nó lên công việc liên quan Chính vì vậy mà người ta có câu “Một

người lo bằng kho người làm”, từ “lo” ở đây chính là hoạch định Hoạch định và điều

độ tốt sẽ giúp cho công việc được thực hiện một cách dễ dàng hơn, chi phí hiệu quả hơn

Một kế hoạch sản xuất truyền thống, trong bất kỳ một tổ chức sản xuất nào, được xây dựng qua thứ tự các bước: Hoạch định sản xuất tổng hợp (Aggregate Production Plan), điều độ sản xuất chính (Master Production Schedule) và điều độ sản xuất ngắn hạn (short-term Production schedule) APP đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc chuyển các chiến lược từ kế hoạch kinh doanh của tổ chức vào kế hoạch sản xuất Nó cho phép nhà quản lý thấy rằng liệu họ có thể thỏa mãn các mục tiêu ngân sách mà không cần phải hoạch định và điều độ một hệ thống sản xuất nhiều sản phẩm với các

nguồn lực hữu hạn Thậm chí nếu người lập kế hoạch có thể chuẩn bị một kế hoạch chi tiết thì thời gian & nổ lực cần cho việc cập nhật các kế hoạch này cũng rất không có ý nghĩa về kinh tế Ở đây thông tin đi theo 2 chiều, từ trên xuống và từ dưới lên Kế hoạch tổng hợp được thiết lập trên cơ sở chiến lược kinh doanh, do đó nếu không thỏa mãn mục tiêu của kế hoạch kinh doanh thì kế hoạch kinh doanh phải bị điều chỉnh Tương tự, nếu không xây dựng được bản MPS hoặc bản điều độ nhân lực khả thi thì kế hoạch tổng hợp sẽ có thể bị điều chỉnh Vì vậy quá trình hoạch định là động và được điều chỉnh theo dòng thông tin hai chiều

2.2.1 Hệ thống sản xuất nhiều giai đoạn

Một giai đoạn sản xuất cơ bản (hình 2.3), theo định nghĩa của Tabucanon (1988), bao gồm một dây chuyền sản xuất hoặc thiết bị sản xuất và một kho chứa cho một sản phẩm Giai đoạn sản xuất cơ bản này nhận những đầu vào là các vật liệu thô hay sản phẩm từ một hay nhiều giai đoạn khác, để gia công làm tăng giá trị sản phẩm và sau đó

là đưa đến một giai đoạn khác hoặc đưa ra thị trường

Hình 2.3 - Một giai đoạn sản xuất cơ bản

Những giai đoạn sản xuất cơ bản nối kết với nhau tạo nên một hệ thống sản xuất nhiều giai đoạn (hình 2.4) Đầu ra của mỗi giai đoạn sẽ được đưa vào kho chứa, từ đó có thể

là nguyên liệu đầu vào cho các giai đoạn sản xuất sau hoặc có thể cung cấp cho thị trường như là một sản phẩm Sản phẩm ở mỗi giai đoạn có thể khác nhau và mỗi giai đoạn có thể có nhiều sản phẩm Với cách xem xét này thì một hệ thống sản xuất nhiều

Sản xuất Tồn kho Nguyên liệu thô

Sản phẩm từ những

giai đoạn trước

Đưa ra thị trườngĐến những giai đoạn sau

giai đoạn có thể chỉ là một nhóm các công đoạn sản xuất đơn giản, hoặc lớn hơn là nhiều phân xưởng sản xuất trong một công ty cho đến sự liên kết của nhiều nhà sản xuất, nhiều ngành nghề và thậm chí là nhiều đất nước

Hình 2.4 - Hệ thống sản xuất nhiều giai đoạn [1]

2.2.2 Bài toán hoạch định sản xuất đa mục tiêu

Hệ thống sản xuất ở một nhà máy tương tự như mô tả trên hình 2.4, với J công đoạn (giai đoạn) trong quy trình sản xuất i loại sản phẩm Bài toán hoạch định sản xuất đa mục tiêu cho nhà máy trong t thời đoạn được xác lập trên cơ sở dữ liệu đầu vào như sau:

- Quy trình sản xuất các loại sản phẩm

- Cấu trúc sản phẩm và thành phần nguyên liệu (BOM)

- Thời gian gia công từng công đoạn của mỗi loại sản phẩm

- Các loại chi phí cấu thành nên giá thành sản phẩm

Đưa ra thị trường

- Năng lực lao động sẳn sàng

- Năng lực máy móc sẳn sàng (số lượng máy, khuôn mẫu, thời gian vận hành, …)

- Nhu cầu sản xuất, được xác định trên cơ sở dự báo thị trường hoặc từ các đơn đặt hàng của khách hàng

Bảng 2.3 -Các mục tiêu điển hình trong hoạch định sản xuất

Cực đại lợi nhuận Mục tiêu cuối cùng của một tổ chức vì lợi nhuận chính là lợi

nhuận

Cực tiểu chi phí Cực tiểu chi phí thường đồng nghĩa với tăng lợi nhuận

Nhiều công ty dịch vụ không có lãi thường tìm kiếm cách giảm chi phí Cực tiểu chi phí cũng chính là cực tiểu lượng vốn đầu tư cho chi phí sản xuất

Tối đa dịch vụ khách

hàng

Thời gian giao hàng và giao hàng đúng hạn là hai thước đo

về thời gian mang tính cạnh tranh tiên quyết Cải thiện hai chỉ số này đòi hỏi thêm lực lượng lao động, tăng công suất thiết bị và lượng tồn kho

Việc giải bài toán là đi tối ưu các mục tiêu hay chính sách theo thứ tự ưu tiên định sẳn được đề ra bởi các nhà quản lý, trên cơ sở các ràng buộc về nguồn lực được xác định trong dữ liệu đầu vào Các mục tiêu tiêu biểu trong việc hoạch định sản xuất ở nhà máy được trình bày trong bảng 2.3

Đầu ra của bài toán là các biến quyết định số lượng sản phẩm i được sản xuất ở công đoạn j vào thời đoạn t Kết quả này sẽ là cơ sở đề lập lịch trình sản xuất (điều độ), chuẩn bị các nguồn lực cần thiết: nguyên liệu, nhân công, máy móc, tài chính,…

Trên đây là dạng chung tiêu biểu của bài toán hoạch định sản xuất đa mục tiêu, tùy theo đặc điểm cụ thể của từng nhà máy mà ta xây dựng nên mô hình phù hợp riêng Ứng với từng mô hình cụ thể ta mới xác định các bộ dữ liệu đầu vào khác nhau Trong phần các nghiên cứu liên quan ở cuối chương này sẽ trình bày tóm tắt một số mô hình hoạch định sản xuất đa mục tiêu

2.3 Kỹ thuật đo lường và định mức lao động

2.3.1 Khái niệm định mức công việc

Định mức công việc là một nền tảng được chấp nhận rộng rãi và được dùng để so sánh

Về phương diện đánh giá công việc, chúng thường được gọi là định mức lao động hoặc

định mức máy Định mức lao động là khoảng thời gian cần thiết mà một công nhân đã

được đào tạo dùng để thực hiện xong một nhiệm vụ được giao, theo một phương pháp quy định, với sự nổ lực và khéo léo trung bình Định mức lao động khó xây dựng hơn

so với định mức máy móc, vì các yếu tố như tay nghề, sức lực và khả năng chịu đựng không giống nhau giữa người này với người khác Ngược lại các máy móc cùng chủng loại, như các rôbô chẳng hạn, cũng thực hiện những nhiệm vụ lặp lại như nhau, rất ít

khác giữa máy này với máy khác Lấy định mức công việc làm cộng cụ quản lý, các nhà quản lý đã sử dụng các định mức này theo nhiều cách:

- Cơ sở để trả lương cho công nhân

- So sánh với các thiết kế quá trình tương tự có thể thay thế nhau

- Lên kế hoạch sản xuất

- Hoạch định năng lực sản xuất

- Xác định giá thành sản phẩm

- Đánh giá năng lực và khen thưởng

Với vai trò là một công cụ quản lý và là cơ sở để hoạch định sản xuất như đã nói ở trên, định mức được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất, đặc biệt trong sản xuất lắp ráp

2.3.2 Phương pháp xác định thời gian định mức

Phương pháp hay gặp nhất để thiết lập các định mức thời gian cho một công việc là khảo sát thời gian hay được gọi nôm na là bấm giờ Phương pháp xác định thời gian định mức gồm các bước sau:

Bước 1: Chọn các phần việc Bước đầu tiên trong một cuộc khảo sát thời gian là chọn

các phần việc đặc trưng Khi chọn các phần việc cần phải lưu ý các điểm sau: Trước hết mỗi phần việc phải có điểm bắt đầu và điểm kết thúc rõ ràng để thuận tiện trong việc đọc đồng hồ bấm giờ Thứ hai, tránh chọn các phần việc chỉ kéo dài dưới 3 giây vì rất khó tính giờ Cuối cùng, các phần việc này phải tương ứng với môi trường làm việc tiêu chuẩn Phải phân biệt các thao tác ngẫu nhiên không liên quan một cách bình thường với nhiệm vụ, và phải tách chúng ra khỏi công viêc lặp lại này

Bước 2: Đo thời gian công việc Sau khi đã xác định được các phần việc đặc trưng,

người ta chọn một công nhân đã được huấn luyện về phương pháp làm việc đó để khảo sát Tiếp theo người lập định mức cần đo thời gian người công nhân phải làm cho từng công việc để có một số mẫu đầu tiên, thông thường số mẫu ban đầu là khoảng 5 mẫu Trong cách đo thời gian ta có thể dùng phương pháp bấm giờ liên tục hoặc phương pháp bấm dừng (snap-shack) Mỗi phương pháp đều có tính phù hợp và tiện dụng khác nhau do đó ta có thể chọn tùy theo tình huống sử dụng [3]

Bước 3: Xác định kích thước mẫu Quy mô lấy mẫu hay số lần lấy mẫu bao nhiêu là

vừa để kết quả lấy mẫu là đáng tin cậy và cực tiểu được chi phí lấy mẫu? Nói chung những người sử dụng việc khảo sát thời gian để thực hiện các định mức đều muốn có một ước tính thời gian trung bình gần trị số thực nhất – đạt 95% so với trị số trung bình đúng khi lấy nhiều mẫu thử Dựa trên phân bố chuẩn, ta có thể xác định kích thước mẫu (ns) theo theo công thức sau:

2

96.1

Trong đó,

- ns : quy mô lấy mẫu

- Hằng số 1,96 tiêu biểu cho độ lệch chuẩn ±1,96 so với giá trị trung bình với độ tin cậy 95%

- p : độ chính xác của giá trị ước tính dưới dạng tỉ lệ của giá trị đúng

- t : thời gian trung bình của từng phần việc được xác định từ các mẫu đầu tiên

- s : độ lệch chuẩn lấy mẫu của các thời gian quan sát được đối với từng phần việc, s được xác định theo công thức sau:

( )1

1 2

n

Bước 4: Thiết lập định mức: Bước cuối cùng là thiết lập định mức Như được trình bày

trong hình 2.5, thời gian định mức cho một công việc bao gồm thời gian bình thường (normal time) cộng cho một lượng thời gian điều chỉnh Để xác lập thời gian bình thường, người lập định mức phải đánh giá tốc độ của công nhân đó thấp hơn hay cao hơn mức trung bình, và thấp hơn hay cao hơn bao nhiêu Sau đó gán một hệ số đánh

giá tốc độ (performance rating factor) cho sự thực hiện của người công nhân đó trong

từng phần việc Hệ số đánh giá tốc độ lớn hơn 1 nghĩa là theo đánh giá chủ quan của người quan sát, việc thực hiện của người công nhân là nhanh hơn khi anh ta làm trong điều kiện bình thường (nghĩa là sản xuất được nhiều sản phẩm hơn trong cùng một khoảng thời gian đã cho) Trong những trường hợp khác việc thực hiện của công nhân

có thể thấp hơn khi anh ta làm trong điều kiện bình thường Trong phần sau sẽ trình bày chi tiết cách xác định hệ số đánh giá tốc độ và lượng thời gian hiệu chỉnh cho các loại công việc

Hình 2.5 - Sơ đồ các loại điều chỉnh theo chức năng [ 13 ]

Tóm lại, khảo sát thời gian là phương pháp được sử dụng thường xuyên nhất để thiết lập các định mức thời gian Những người lập định mức có trình độ, nói chung, có thể thiết lập các định mức hợp lý bằng phương pháp này, và công nhân sẽ hiểu quá trình

Trì hoãn không tránh

Điều chỉnh

bổ sung

Trì hoãn tránh được

Điều chỉnh chính sách

Tổng điều chỉnh + Thời gian bình thường = Thời gian chuẩn

này Tuy nhiên, phương pháp định mức có một số hạn chế Chẳng hạn, nó không thích hợp để thiết lập định mức cho công việc “trong ý tưởng”, như nhà toán học giải một bài toán, giáo sư chuẩn bị một bài giảng, hoặc một thợ cơ khí ô tô chẩn đoán một nguyên nhân hư hỏng Phương pháp này không thích hợp đối với những công viêc không lặp đi lặp lại, chẳng hạn việc sữa chữa bảo trì không định kỳ, trong đó bản chất nhiệm vụ thay đổi mỗi lần Hơn nữa, sử dụng đồng hồ bấm giờ là một nghệ thuật, mà người thiếu kinh nghiệm sẽ không khảo sát đúng thời gian Rõ ràng là các sai lỗi trong việc ghi thông tin có thể dẫn đến các định mức không hợp lý Tương tự, người thiếu kinh nghiệm cũng sẽ không bao quát được hết tất cả các phần việc Cuối cùng, các tổ chức công đoàn có thể sẽ phản đối việc khảo sát thời gian vì mang tính bắt phải lệ thuộc Tuy nhiên, việc khảo sát thời gian được tiến hành bởi một người theo dõi có kinh nghiệm bao giờ cũng là một công cụ thích đáng, mặc dù chưa hoàn thiện cho quá trình thiết lập các định mức thời gian hợp lý

2.3.3 Phương pháp xác định hệ số đánh giá tốc độ thực hiện công việc

Việc đo lường thời gian thực hiện công việc của công nhân được dựa trên quan sát tại thời điểm khảo sát Tuy nhiên, những hoạt động của công nhân đó tại thời điểm đang xét ít khi được thực hiện ở tốc độ bình thường, mặc dù chúng ta đã lấy giá trị trung bình của nhiều mẫu, bởi những mẫu đó chỉ được đo tại một khoảng thời gian được khảo sát & trên một người công nhân nào đó bất kỳ Vì vậy, Benjamin và Andris (1999) cho rằng giá trị thời gian trung bình của các số liệu quan sát phải được hiệu chỉnh

Đánh giá hiệu suất công việc là bước quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình đo lường Thế nhưng, đó lại là đánh giá chủ quan dựa trên kinh nghiệm, kiến thức và sự suy xét của người phân tích Để có được một kết quả tốt, đòi hỏi người phân tích cần phải có tính nhất quán cá nhân cao

Có nhiều phương pháp thực hiện đánh giá hiệu suất công việc Trong đó, hệ thống Westinghouse [13, 361] là một trong những hệ thống đánh giá hiệu suất công việc lâu đời nhất và được sử dụng rộng rãi nhất Hệ thống được phát triển bởi Công ty Điện lực Westinghouse và sau đó được trình bày chi tiết ở Lowry, Maynard và Stegemerten năm

1940 Phương pháp này xem xét 4 yếu tố là kỹ năng, nổ lực, điều kiện làm việc và tính nhất quán

Kỹ năng, được định nghĩa như là sự thành thạo các bước thao tác của một công việc

xác định, nó thể hiện ở sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa đầu và tay Kỹ năng của công nhân có được từ kinh nghiệm làm việc và năng khiếu Thực tế làm việc sẽ giúp phát triển và đóng góp cho kỹ năng nhưng nó không thể thay thế cho năng khiếu sẳn có Kỹ năng được chia ra 6 bậc: xuất sắc, tốt, khá, trung bình, dưới trung bình và kém, trong mỗi bậc lại được chia thành hai mức để dễ dan cho việc đánh giá Người quan sát sẽ đánh giá kỹ năng thực hiện công việc của công nhân dựa trên 6 bậc trên và chuyển chúng thành giá trị phần trăm tương ứng như trong bảng 2.4 Giá trị phần trăm này được cộng với giá trị đánh giá nổ lực, điều kiện làm việc và tính nhất quán để tạo thành giá trị đánh giá tổng cộng

Bảng 2.4 - Ðánh giá theo kỹ năng

+0.15 A1 Xuất sắc +0.13 A2 Xuất sắc

Nổ lực, được định nghĩa như là một sự thể hiện của ý chí công nhân khi làm việc Nổ

lực còn được xem như là tốc độ khi ứng dụng kỹ năng và có thể điều chỉnh bởi công nhân Khi đánh giá nổ lực, nhà phân tích cần xem xét những nổ lực có ích Nổ lực được phân thành 6 bậc: quá mức, tốt, khá, trung bình, dưới trung bình và kém Các giá trị phần trăm tương ứng thay đổi từ +0.13 đến -0.17 như trong bảng 2.5

Bảng 2.5 - Ðánh giá theo nổ lực

+0.10 B1 Tốt +0.08 B2 Tốt +0.05 C1 Khá +0.02 C2 Khá

-0.04 E1 Dưới trung bình -0.08 E2 Dưới trung bình

Điều kiện làm việc, là những điều kiện ảnh hưởng đến người công nhân, không ảnh

hưởng đến công việc Chúng bao gồm những yếu tố như nhiệt độ, thông gió, ánh sáng

và tiếng ồn Điều kiện làm việc cụ thể sẽ được so sánh với điều kiện bình thường Những yếu tố khác như công cụ, vật liệu không được xét trong phần này Có 6 loại điều kiện làm việc với các giá trị đánh giá tương ứng được cho trong bảng 2.6

Bảng 2.6 - Ðánh giá theo điều kiện làm việc

0.00 D Trung bình -0.03 E Dưới trunh bình

Tính nhất quán, thời gian thực hiện công việc mà lặp lại một cách thường xuyên thì sẽ

có tính nhất quán hoàn hảo Tuy nhiên, điều này ít khi xảy ra, thời gian thực hiện luôn

có khuynh hướng phân tán do tác động của nhiều yếu tố ngẫu nhiên như độ cứng của nguyên liệu, độ sắc của dụng cụ, chất bôi trơn, kỹ năng và nổ lực của công nhân, đọc đồng hồ sai, và những yếu tố bên ngoài khác Bảng 2.7 trình bày 6 bậc đánh giá của tính nhất quán với các giá trị đại số tương ứng thay đổi từ +0.04 đến -0.04

Bảng 2.7 - Ðánh giá theo tính nhất quán

+0.03 B Tốt +0.01 C Khá

-0.02 E Dưới trunh bình -0.04 F Kém

Sau khi gán giá trị cho bốn yếu tố kỹ năng, nổ lực, điều kiện và tính nhất quán, nhà phân tích có thể tính được hệ số đánh giá tổng cộng bằng cách cộng đại số bốn giá trị trên và cộng thêm một đơn vị Công thức tính thời gian bình thường [13]:

NT = OT*R [2.27]

Trong đó,

NT = thời gian bình thường

OT = thời gian quan sát

R = hệ số đánh giá

Hệ số này chỉ áp dụng cho những hoạt động do người thực hiện, tất cả những hoạt động do máy điều khiển được đánh giá là 100%

2.3.4 Xác định lượng thời gian điều chỉnh cho các công việc

Các nghiên cứu về thời gian chỉ được thực hiện trong những thời đoạn ngắn Vì vậy, thời gian bình thường (NT) được mô tả ở phần trên không bao gồm những trì hoãn không tránh được mà đôi khi không được quan sát và những thời gian thất thoát chính đáng khác Bejamin và Andris (1999) đã đưa ra khái niệm độ điều chỉnh (allowance) [13, 380] như là phần bù trừ cho những thời gian thất thoát trên

Độ điều chỉnh được áp dụng cho ba phần của thời gian định mức Thứ nhất, cho thời gian chu kì tổng Nhằm diễn tả phần trăm thời gian bù trừ cho những trì hoãn vì nhu cầu cá nhân, quét dọn nơi làm việc và vô dầu máy móc Thứ hai, cho thời gian máy Nó chính là thời gian trừ hao cho bảo trì dụng cụ và biến thiên nguồn điện Thứ ba, cho các phần việc thực hiện bằng tay Là thời gian trừ hao cho mệt mỏi và những trì hoãn không tránh được

Có hai phương pháp thường được sử dụng để xây dựng độ điều chỉnh, đó là nghiên cứu

quá trình sản xuất và phương pháp lấy mẫu Phương pháp thứ nhất đòi hỏi người quan

sát theo dõi hoạt động của công nhân ở hai hoặc ba công đoạn trong một khoảng thời

gian dài, ghi lại thời gian chu kì quan sát và lí do của những khoảng thời gian rỗi Sau khi thiết lập được những mẫu thích hợp, người quan sát sẽ xác định phần trăm điều chỉnh cho mỗi đại lượng quan tâm Dữ liệu về thời gian thu thập được theo phương pháp này phải được điều chỉnh thành mức độ hoạt động bình thường Phương pháp thứ hai đòi hỏi phải thực hiện một số lượng lớn các quan sát ngẫu nhiên Người quan sát không cần dùng đồng hồ để bấm giờ mà chỉ cần đi tới khu vực công nhân làm việc ở những thời điểm ngẫu nhiên và ghi chú lại công việc mà công nhân đó đang thực hiện

Số lần trì hoãn sẽ được ghi lại và chia cho tổng số lần quan sát Từ đó sẽ tính được độ điều chỉnh cần thiết cho công nhân

Nhu cầu cá nhân: bao gồm sự tạm dừng công việc để duy trì hoạt động của con người,

ví dụ như đi uống nước hay đi vệ sinh Điều kiện làm việc và loại công việc ảnh hưởng đến thời gian cần thiết cho nhu cầu cá nhân Không có cơ sở khoa học nào cho việc đưa

ra phần trăm điều chỉnh, nó phụ thuộc vào đánh giá chủ quan Thực nghiệm cho thấy 5 phần trăm tức là 24 phút trong 8 giờ làm việc là thích hợp cho điều kiện làm việc thông thường Lazarus (1968) cho rằng trong 235 nhà máy thuộc 23 ngành công nghiệp, độ điều chỉnh cho nhu cầu cá nhân thay đổi từ 4.6 đến 6.5 phần trăm Do đó, 5 phần trăm được xem là thích hợp cho phần lớn công nhân

Mệt mỏi cơ bản: độ điều chỉnh là hằng số khi xét đến năng lượng tiêu hao để thực hiện

công việc và để làm giảm bớt sự đơn điệu Một giá trị 5 phần trăm của thời gian bình thường được xem là thích hợp cho một công nhân thực hiện một công việc nhẹ, trong khi ngồi, dưới điều kiện làm việc khá và không có yêu cầu gì đặc biệt khác

Với độ điều chỉnh 5 phần trăm cho nhu cầu cá nhân và 4 phần trăm cho mệt mỏi cơ bản, hầu hết công nhân được cho 9 phần trăm cho điều chỉnh cơ bản Những độ điều chỉnh khác sẽ được thêm vào nếu cần thiết

Mệt mỏi đặc biệt: các yếu tố ảnh hưởng đến loại mệt mỏi này bao gồm điều kiện làm

việc (tiếng ồn, nhiệt độ và độ ẩm), bản chất công việc (tư thế làm việc, sử dụng cơ bắp hay công việc có tính buồn tẻ) và sức khỏe chung của công nhân Mặc dù có nhiều nghiên cứu được thực hiện để đo lường loại mệt mỏi này nhưng cho tới nay vẫn chưa

có nghiên cứu nào thành công hoàn toàn Văn phòng Lao động Quốc tế (ILO, 1957) đã đưa ra bảng các độ điều chỉnh cho những ảnh hưởng của những điều kiện làm việc khác nhau (bảng 2.8) làm cơ sở cho việc tính toán những hệ số điều chỉnh thích hợp

Trì hoãn không tránh được: bao gồm những sự gián đoạn do tiếp xúc với người giám

sát, trao đổi công việc với người khác; nguyên liệu không ổn định; và những trì hoãn

do kết quả của việc phân công nhiều máy cho một công nhân Thời gian lau chùi và tra dầu máy móc, thời gian dừng máy do hư hỏng nhỏ và thời gian bảo trì dụng cụ cũng được tính trong phần này

Trì hoãn tránh được: như nói chuyện với nhau trong lúc làm việc, nghỉ ngơi quá thời

gian cho phép Khi thiết lập chuẩn thời gian, độ điều chỉnh loại này không được tính

Độ điều chỉnh thêm: được tính cho những công việc có thể phát sinh trong quá trình

làm việc

Độ điều chỉnh theo chính sách: được sử dụng trong những tình huống ngoại lệ như cho

công nhân mới, công việc với trách nhiệm nhẹ v.v Chúng được quyết định bởi nhà quản lý hay tổ chức Công đoàn

Có hai cách để áp dụng độ điều chỉnh Trong đó, cách phổ biến nhất là cộng một lượng tổng thời gian điều chỉnh vào thời gian bình thường (NT) như được trình bày trong

hình 2.5, độ điều chỉnh khi đó chỉ dựa trên thời gian sản xuất

Bảng 2.8 - Độ điều chỉnh khuyến nghị của ILO cho các loại công việc

Tư thế làm việc

Bất thường với mức nguy hiểm trung bình (cuối, khom lưng, ) 2%

Bất thường với mức nguy hiểm cao (nằm, đu bám, ) 7%

Sử dụng lực hoặc năng lượng cơ bắp như nâng, kéo, đẩy, … với trọng lượng:

Tối hơn nhiều so với tiêu chuẩn đề nghi 2%

Không liên tục với nhịp cao – mức độ cao 5%

Nếu tổng độ điều chỉnh được tính dưới dạng phần trăm như trong bảng 2.8, ta có thể áp dụng công thức tính thời gian chuẩn [13] sau:

ST = NT + NT*A = NT*(1 + A) [2.28]

Trong đó, ST = thời gian chuẩn

NT = thời gian bình thường

sẽ gây ảnh hưởng không tốt đến công nhân và hoạt động sản xuất của công ty

2.4 Một số nghiên cứu liên quan

2.4.1 Mô hình hoạch định sản xuất đa mục tiêu của Tabucanon

Mario T Tabucanon, năm 1988, đã xây dựng mô hình hoạch định sản xuất nhiều giai đoạn cho hệ thống sản xuất có i sản phẩm, qua j công đoạn, trong t thời đoạn Mô hình được thiết lập với 4 mục tiêu như sau:

- Cực tiểu lượng đơn đặt hàng tồn đọng

- Cực đại lợi nhuận

- Cực tiểu chi tiêu cho hợp đồng gia công ngoài

- Cực tiểu chi phí tồn kho

hàm mục tiêu là cực tiểu tất cả các độ lệch của các mục tiêu với trọng số hay thứ tự ưu tiên biết trước Min Z = [P1h1(d-,d+), P2h2(d-,d+), …, P4h4(d-,d+)]

Bên cạnh những ràng buộc cho các mục tiêu trên, Tabucanon đã đưa ra những ràng buộc về nhân công, khả năng sản xuất của nhà máy và các ràng buộc tồn kho thể hiện đầy đủ các đặc điểm thực tế phức tạp của hệ thống sản xuất

Trong các ràng buộc về nhân công, ông đã thể hiện thực tế là công nhân có thể được

điều động từ công đoạn này qua công đoạn khác để có được sự tối ưu và nhân lực, tránh những thời gian rỗi ở một số công đoạn Trình độ chuyên môn của công nhân cũng được phân biệt để ràng buộc cho trường hợp ở các công đoạn chuyên biệt, công nhân ở công đoạn khác sẽ không được chuyển tiếp vì không đáp ứng được yêu cầu tay nghề

Ở các ràng buộc tồn kho, Tabucanon đưa ra trường hợp khi nhu cầu cao hơn năng lực sản xuất sẳn có sẽ gây ra hiện tượng đùn ống (backlog) cho thời đoạn kế tiếp hoặc không đáp ứng được nhu cầu Backlog của nhu cầu thị trường phải được đáp ứng trong

thời đoạn kế tiếp Thông thường, điều này không xảy ra nếu tất cả các sản phẩm của các công đoạn sản xuất đều bán ra thị trường, mà thường là một số ít các công đoạn sản xuất ra các thành phần cung cấp cho một số lớn các công đoạn sau nó hay lắp ráp thành sản phẩm cuối cùng

Nhận xét: Mô hình hoạch định sản xuất của Tabucanon nhìn chung phù hợp với hệ

thống sản xuất hiện tại Tuy nhiên, cần phải thay đổi một số mục tiêu và ràng buộc thì mới thể hiện đúng hoạt động của hệ thống thực Chẳng hạn, hệ thống thực sản xuất theo đơn đặt hàng chứ không chấp nhận sản xuất tồn kho như trong mô hình của Tabucanon Hơn nữa, thực tế nhà máy không thực hiện hợp đồng gia công ngoài như

theo mô hình này Và cuối cùng là cần phải bổ sung thêm một số mục tiêu và ràng buộc khác để có thể thể hiện đầy đủ bản chất của hệ thống thực

2.4.2 Mô hình hoạch định sản xuất của Boppana & Jannes

Boppana V Chowdary và Jannes Slomp, năm 2002, đã trình bày ứng dụng của Goal Programming trong hoạch định sản xuất đa mục tiêu Mô hình hình bao gồm các mục tiêu như sau:

- Cực tiểu tổng chi phí chất lượng

- Sản lượng mỗi loại sản phẩm phải đáp ứng đủ các đơn đặt hàng

- Lợi nhuận bán hàng phải đạt được mục tiêu đã đề ra

- Cực tiểu chi phí sản xuất

- Cực đại công suất máy bottle neck

- Cực tiểu tồn kho bán thành phẩm trong quá trình WIP

Hàm mục tiêu của mô hình này tương tự như của Tabucanon là cực tiểu các độ lệch của các mục tiêu đã nêu, trên cơ sở các ràng buộc mục tiêu và các ràng buộc cứng về năng lực sản xuất của nhà máy

Nhận xét: Mô hình hoạch định sản xuất của Boppana V C & Jannes S khá đơn giản

và thể hiện rất tốt một số vấn đề mà nó phù hợp với hệ thống sản xuất hiện tại

) Thứ nhất, mô hình đặt ra phù hợp với chiến lược sản xuất đáp ứng theo đơn đặt hàng của hệ thống thực

) Thứ hai, các mục tiêu cực đại lợi nhuận, cực tiểu chi phí sản xuất phù hợp với mục tiêu của nhà máy đang nghiên cứu