Nghiên cứu giải pháp tích hợp trong hệ thống tự động hóa

Phân tích chi tiết về hệ thống thông tin quản lý và điều khiển trong môi trường sản xuất thế hệ mới như: hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp BK-ERP, hệ thống điều hành sản xuất BK

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

⎯ ⎯ ™™™ ⎯ ⎯

Ks ĐƯỜNG CÔNG TRUYỀN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TÍCH HỢP TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ

SẢN XUẤT

CHUYÊN NGÀNH : CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY MÃ SỐ NGÀNH : 2.01.00

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2003

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

⎯ ⎯ ™™™ ⎯ ⎯

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM NGỌC TUẤN

CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: PGS.TS ĐẶNG VĂN NGHÌN

CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: GS.TSKH NGUYỄN AN VĨNH

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày

25 tháng 10 năm 2003

Có thể tìm hiểu luận văn tại Thư Viện Cao Học - Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh

PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

TP.HCM, ngày 30 tháng 09 năm 2003

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : ĐƯỜNG CÔNG TRUYỀN Phái : NAM

Ngày, tháng, năm sinh: 30 / 10 / 1977 Nơi sinh: LONG AN

Chuyên ngành : CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Mã số : 2.01.00

I- TÊN ĐỀ TÀI:

“NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TÍCH HỢP TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ SẢN XUẤT”

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1 Nghiên cứu tổng quan về hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện

2 Xây dựng mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện phục vụ cho các doanh

nghiệp

3 Xây dựng và triển khai một mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho

doanh nghiệp may

may

6 Lựa chọn công nghệ tích hợp, phân tích quá trình vận hành và tích hợp dữ liệu cho

toàn bộ hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho doanh nghiệp may

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30 / 09 / 2003

V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS PHẠM NGỌC TUẤN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS PHẠM NGỌC TUẤN TS PHẠM NGỌC TUẤN PGS TS TRẦN DOÃN SƠN

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

Ngày 30 tháng 09 năm 2003

PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA QUẢN LÝ NGÀNH

LỜI CẢM ƠN

Xin kính lời cảm ơn thầy TS PHẠM NGỌC TUẤN đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn chỉnh luận văn

Xin cảm ơn:

xây dựng hoàn chỉnh mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho doanh nghiệp may

Chí Minh đã cung cấp, truyền thụ kiến thức và kinh nghiệm trong thời gian học tập và thực hiện luận văn

trong việc chạy các chương trình phần mềm

và phản biện đề tài

Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn và chia sẻ niềm vui đến gia đình và những người thân đã giúp đỡ, động viên, hỗ trợ và khích lệ tinh thần cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

TP HỒ CHÍ MINH, ngày 30 tháng 09 năm 2003

ĐƯỜNG CÔNG TRUYỀN

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đề tài nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện phục vụ cho các doanh nghiệp Từ đó, xây dựng và triển khai một mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho doanh nghiệp may Phân tích chi tiết về hệ thống thông tin quản lý và điều khiển trong môi trường sản xuất thế hệ mới như: hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp BK-ERP, hệ thống điều hành sản xuất BK-MES, hệ thống điều khiển số phân tán BK-DCS, và hệ thống CAD/CAM cho phép công ty ra quyết định thời gian thực từ cấp quản lý

Đề tài cũng xây dựng module dự báo nhu cầu và giải pháp tối ưu hoá nhằm nâng cao năng suất trong ngành may Phân tích quá trình trao đổi dữ liệu tích hợp giữa các thành phần trong mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho doanh nghiệp may vừa được xây dựng, phân tích chi tiết quy trình vận hành từ lúc bắt đầu nhận đơn hàng cho đến khi bàn giao sản phẩm cho khách hàng điển hình của doanh nghiệp may

CÁC TỪ KHÓA:

ERP, MES, DCS, Tích hợp, Dự báo, Tối ưu hóa

ABSTRACT OF MASTER’S THESIS

In thesis, a model of totally integration automation system for Enterprises is studied and designed Since then, construct and develop the model of totally integration automation system for Garment – Enterprises Detailed analysis of management information and control system in the new generation manufacturing environment, such as: Enterprise Resource Planning system BK – ERP; Manufacturing Execution System BK - MES; plant floor manufacturing system or the Distributed Control System BK - DCS; and the CAD/CAM System enabling real time decision-making at the management level of the company

Master’s thesis also constructs a demand forecasting and optimization module for productive rising on Garment field Analyze the process of integration data changes from components on modeling

of totally integration automation system for Garment – Enterprises were constructed, detailed analysis of operation process from order receiving

to distribution to the customer typical of Garment - Business

KEYWORDS:

ERP, MES, DCS, Integration, Forcasting, Optimization

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii

BẢNG LIỆT KÊ HÌNH VẼ iv

BẢNG LIỆT KÊ BẢNG BIỂU vii

MỘT SỐ THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI viii

MỤC LỤC xii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng sản xuất công nghiệp 1

1.2 Một số mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện trên thế giới 5

1.3 Lợi ích của hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện 10

1.4 Tình hình nghiên cứu triển khai hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện ở Việt Nam 12

1.5 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 12

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TÍCH HỢP TOÀN DIỆN CHO CÁC DOANH NGHIỆP 2.1 Xây dựng mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện 14

2.2 Hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp BK-ERP 18

2.3 Hệ thống điều hành sản xuất BK-MES 20

2.3.1 Các chức năng chính của hệ thống điều hành sản xuất 21

2.3.2 Các chức năng hỗ trợ của hệ thống điều hành sản xuất 23

2.4 Hệ thống điều khiển BK-DCS 25

2.5 Hệ thống CAD/CAM 29

CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TÍCH HỢP TOÀN DIỆN CHO DOANH NGHIỆP

MAY

3.1 Vì sao cho doanh nghiệp may 34

3.2 Xây dựng mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho doanh nghiệp may 35

3.3 Hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp may Garment-ERP 36

3.3.1 Các module của hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp may Garment-ERP 36

3.3.2 So sánh hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp may Garment-ERP với BK-ERP 43

3.4 Hệ thống chuyền may tự động 43

3.4.1 Giới thiệu 43

3.4.2 Hệ thống cơ khí của chuyền may tự động 44

3.4.3 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển chuyền may tự động 47

3.4.3.1 Sơ đồ khối của khối giao tiếp với máy tính 48

3.4.4.2 Sơ đồ khối của khối điều khiển trạm làm việc 48

3.4.5.3 Sơ đồ khối của khối panel & bàn phím 49

3.4.4 Lưu đồ chương trình điều khiển hệ thống chuyền may tự động 49 3.4.5 Các chế độ phân phối hàng trên chuyền may tự động 52

3.4.6 Lợi ích của hệ thống chuyền may tự động 55

3.5 Hệ thống điều hành sản xuất Garment-MES 56

3.6 Hệ thống Garment-CAD/CAM 56

3.6.1 Ứng dụng của Garment-CAD 56

3.6.2 Ứng dụng của Garment-CAM 57

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MODULE DỰ BÁO NHU CẦU TRONG NGÀNH MAY 4.1 Sự cần thiết phải dự báo 60

4.2 Xây dựng giải thuật cho các mô hình dự báo 62

4.2.1 Dự báo doanh thu 62

4.2.2 Dự báo số lượng bán hàng 64

4.2.3 Dự báo nhu cầu sản xuất 66

CHƯƠNG 5 XÂY DỰNG GIẢI PHÁP TỐI ƯU HOÁ TRONG NGÀNH MAY

5.1 Xây dựng giải pháp tối ưu hoá phân công lao động nhằm nâng cao năng suất 70

5.1.1 Sự cần thiết của việc tối ưu hoá việc phân công lao động trong sản xuất 70

5.1.2 Nội dung bài toán 72

5.1.3 Xây dựng giải thuật của bài toán 72

5.1.4 Một số giao diện chính của chương trình 74

5.2 Xây dựng giải pháp tối ưu hoá kế hoạch cắt may nhằm nâng cao năng suất năng suất 75

5.2.1 Lập kế hoạch cắt tự động 76

5.2.2 Lập kế hoạch may tự động 78

CHƯƠNG 6 TÍCH HỢP DỮ LIỆU GIỮA CÁC HỆ THỐNG TRONG NGÀNH MAY 6.1 Lựa chọn công nghệ tích hợp 82

6.2 Tích hợp dữ liệu giữa các hệ thống trong ngành may 82

6.2.1 Cơ sở dữ liệu dùng chung của hệ thống tích hợp 82

6.2.2 Tích hợp dữ liệu Garment-CAD/CAM 83

6.2.3 Tích hợp dữ liệu Garment-ERP với Garment-CAD/CAM 83

6.3 Lợi ích của việc tự động hoá tích hợp toàn diện trong ngành may 91

KẾT LUẬN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 100

PHỤ LỤC 1 101

PHỤ LỤC 2 108

PHỤ LỤC 3 118

PHỤ LỤC 4 125

PHỤ LỤC 5 127

MỘT SỐ THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

APS = Advanced Planning Scheduling

= Lập kế hoạch lập trình nâng cao APT = Automated Program Tooling

= Công cụ lập trình tự động CAD = Computer Aided Design

= Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAM = Computer Aided Manufacturing

= Gia công với sự trợ giúp của máy tính CAPP = Computer Aided Process Planning

= Lập quy trình công nghệ với sự trợ giúp của máy tính

CASA = The Computer and Automated System Association

= Hiệp hội các hệ thống tự động và máy tính COM = Component Object Model

= Mô hình đối tượng thành phần CIM = Computer Integrated Manufacturing

= Sản xuất tích hợp nhờ máy tính CORBA = Common Object Request Broker Architecture

CSM = Component & Supplier Management

= Quản lý phụ tùng và nhà cung cấp DCOM = Distributed Component Object Model

= Mô hình đối tượng thành phần phân tán DCS = Distributed Control System

= Hệ thống điều khiển phân tán (phân bố) DFM = Design for manufacturing

= Thiết kế để chế tạo EAI = Enterprise Application Integration

= Tích hợp ứng dụng doanh nghiệp

EAM = Enterprise Asset Management

= Quản lý tài sản doanh nghiệp EDM = Enterprise Document Management

= Quản lý tài liệu doanh nghiệp EAI = Enterprise Integration

= Tích hợp doanh nghiệp ERP = Enterprise Resource Planning

= Hoạch định nguồn lực doanh nghiệp FEM = Finite Element Modeling

= Mô hình hóa phần tử hữu hạn HMI = Human Machine Interface

= Giao diện Người - Máy ISO = International Standard Organization

= Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế IPS = Integrated Plant Systems

= Hệ thống nhà máy tích hợp LAN = Local Area Net

= Mạng cục bộ LIM = Labor Information Management

= Quản lý thông tin lao động MDM = Master Data Management

= Quản lý dữ liệu tổng thể MES = Manufacturing Execution System

= Hệ thống thực thi sản xuất MESA = Manufacturing Execution Systems Association

= Hiệp hội các hệ thống thực thi sản xuất MIS = Management Information System

= Hệ thống thông tin quản lý MMI = Man Machine Interface

= Giao diện Người - Máy MRP = Material Requirements Planning

= Hoạch định nhu cầu vật tư MRPII = Manufacturing Resource Planning

= Hoạch định nguồn lực sản xuất ODBC = Open Database Connectivity

OLE = Object Linking and Embedding

= Nhúng và liên kết đối tượng OLEDB = Object Linking and Embedding for Data Base

= Nhúng và liên kết đối tượng cho dữ liệu cơ sở OMAC = Open Modular Architecture Controllers

= Các bộ điều khiển cấu tríc mở dạng module OPC = OLE for Process Control

= OLE cho điều khiển (giám sát) quá trình OSI = Open Systems Interconnection

= Kết nối theo hệ thống mở PDM = Product Data Management

= Quản lý dữ liệu sản phẩm PES = Procurement Execution System

= Hệ thống thực hiện việc thu mua hàng PIM = Product Information Management

= Quản lý thông tin sản phẩm PIMS = Process Information Management Systems

= Hệ thống quản lý thông tin quá trình PLC = Programmable Logic Controller

= Bộ điều khiển logic lập trình được PLM = Product Life Cycle Management

= Qủan lý chu kỳ sống sản phẩm P/PE = Product And Process Engineering

= Sản phẩm và kỹ thuật quá trình RDBMS = Relational Database Management System

= Hệ thống quản lý dữ liệu quan hệ

= Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu SCM = Supply Chain Management

= Quản lý chuyền cung ứng SPC/SQC = Statictical Proccess/Quality Control

= Kiểm soát quá trình / chất lượng bằng thống kê VBA = Visual Basic for Applications

= Visual Basic cho các ứng dụng

= Mạng diện rộng XML = Extensible Markup Language

= Ngôn ngữ Markup mở rộng

BẢNG LIỆT KÊ BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 So sánh mô hình BK-TIAS và các mô hình hiện có trên

Bảng 2.2 Các công cụ CAD cần thiết để hỗ trợ quá trình thiết kế 30

Bảng 2.3 Các công cụ CAM cần thiết để hỗ trợ quá trình sản xuất 32

Bảng 6.1 Cơ sở dữ liệu dùng chung trong hệ thống tích hợp 82

Bảng 6.2 Mô tả quá trình trao đổi dữ liệu trong hệ thống tích hợp 85

BẢNG LIỆT KÊ HÌNH VẼ

Hình 1.1 Các chức năng và bộ phận của một hệ thống sản xuất 3

Hình 1.2 Mô hình phân cấp của một nhà máy sản xuất 4

Hình 1.3 Mô hình của SIEMENS 5

Hình 1.4 Mô hình của Microsoft loại 1 6

Hình 1.5 Mô hình của Microsoft loại 2 6

Hình 1.6 Mô hình của Interware 7

Hình 1.7 Mô hình của MESA 7

Hình 1.8 Mô hình của Michael McClellan 8

Hình 1.9 Mô hình của Thomas R Gulledge 8

Hình 1.10 Mô hình của Baan 9

Hình 1.11 Mô hình của Appliances 10

Hình 1.12 Mô hình của DeltaV 10

Hình 2.1 Mô hình hệ thống tự động hóa tích hợp toàn diện cho

Hình 2.2 Mô hình hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp

Hình 2.3 Mô hình hệ thống điều hành sản xuất tích hợp 21

Hình 2.4 Các chức năng chính của hệ thống điều hành sản xuất 21

Hình 2.5 Các chức năng hỗ trợ của hệ thống điều hành sản xuất 23

Hinh 2.6 Mô hình hệ thống điều khiển tích hợp 26

Hình 2.7 Mô hình qui chiếu ISO/OSI 27

Hình 2.8 Thực hiện một quá trình CAD điển hình trong một hệ

Hình 2.9 Thực hiện một quá trình CAM điển hình trong một hệ

Hình 3.1 Mô hình giải pháp tổng thể và hệ thống tự động hoá tích

Hình 3.2 Các thành phần của Garment-ERP 37

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống chuyền may tự động 44

Hình 3.4 Cụm dẫn động 45

Hình 3.5 Cụm căng xích 45

Hình 3.6 Cụm dẫn hướng móc treo 46

Hình 3.7 Cụm vào và ra trạm 46

Hình 3.8 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển chuyền may tự động 47

Hình 3.9 Sơ đồ khối của khối giao tiếp với máy tính 48

Hình 3.10 Sơ đồ khối của khối điều khiển trạm làm việc 48

Hình 3.11 Sơ đồ khối của khối panel và bàn phím 49

Hình 3.12 Phân bổ hàng bình thường 52

Hình 3.13 Một trạm A và C đầy hàng 52

Hình 3.14 Trường hợp dời trạm 53

Hình 3.15 Sử dụng trạm dự phòng 53

Hình 3.16 Trường hợp trạm B phát hiện hàng không đạt yêu cầu 54

Hình 3.17 Chạy hai mã hàng song song 54

Hình 3.18 Máy cắt vải tự động 58

Hình 4.1 Quá trình dự báo 61

Hình 4.2 Giải thuật dự báo doanh thu sử dụng phương pháp nhân

Hình 4.3 Form giao diện dự báo doanh thu 64

Hình 4.4 Form kết quả dự báo doanh thu 64

Hình 4.5 Giải thuật dự báo nhu cầu mua hàng sử dụng phương

Hình 4.6 Form kết quả dự báo số lượng bán hàng 66

Hình 4.7 Giải thuật dự báo nhu cầu sản xuất sử dụng phương pháp

Hình 4.8 Form giao diện dự báo sản xuất 67

Hình 4.9 Form kết quả dự báo sản xuất theo chuyền 68

Hình 5.1 Giải thuật phân công lao động tự động 73

Hình 5.2 Giao diện tay nghề công nhân 74

Hình 5.3 Giao diện bảng phân công lao động 75

Hình 5.4 Giải thuật lập kế hoạch cắt tự động theo số lượng

từng màu và kích thước cần cắt trong ngày 76

Hình 5.6 Giải thuật lập kế hoạch may tự động theo số lượng từng

màu và kích thước cần may trong ngày 78

Hình 5.7 Form giao diện lập kế hoạch may chi tiết 80

Hình 6.1 Tích hợp Garment-CAD/CAM 83

Hình 6.2 Tích hợp Garment-ERP với Garment-CAD/CAM 84

Hình 6.3 Sơ đồ vận hành hệ thống tích hợp toàn diện cho ngành

CHệễNG 1:

TOÅNG QUAN

1.1 HIEÄN TRAẽNG SAÛN XUAÁT COÂNG NGHIEÄP

Trong những năm gần đây, đã có nhiều thay đổi lớn lao trong công nghiệp sản xuất hàng hoá trên thế giới, được thể hiện qua [28]:

ƒ Sự cạnh tranh toàn cầu gay gắt giữa các công ty

ƒ Các công nghệ sản xuất, chế tạo, chế biến, gia công tiên tiến như: PLC, CAD/CAM-CNC, CAD/CAM/CIM, đang ngày càng phát triển với tốc độ chóng mặt

ƒ Những cấu trúc, chiến lược, phương pháp quản lý các hệ thống sản xuất mới ra đời như: hệ thống thông tin quản lý-MIS, hệ thống điều hành sản xuất-MES, hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp-ERP, và ngày càng có hiệu quả hơn

Vì vậy ngày nay người ta nói rằng bí quyết thành công trong sản xuất là xây dựng một công ty có một hệ thống sản xuất linh hoạt, giao sản phẩm có chất lượng cao, đúng hạn cho khách hàng với chi phí thấp nhất có thể được Thế giới đang bước vào cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba [5]:

• Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất bắt đầu cùng với sự xuất hiện của các máy công cụ, các xí nghiệp và những dòng người di chuyển từ các nông trại ra các

Xí nghiệp ngày mai sẽ đòi hỏi trình độ tri thức cao hơn và cách thức chuyển giao thông tin về chất lượng và số lượng hàng hóa sản xuất có hiệu quả hơn Tri thức của công nhân phải được nâng cao để cải thiện không ngừng năng suất của họ và cuối cùng

là năng suất của toàn công ty Xí nghiệp ngày mai sẽ cần những hệ thống thông tin cao cấp và nhiều người có thể phân tích, lập trình, trao đổi thông tin trong phạm vi toàn công ty Kiến thức và thông tin là những nguồn lực chủ yếu thúc đẩy sự phát triển của công ty Các chức năng và hệ thống con của một hệ thống sản xuất, bao gồm hệ thống gia công, chế tạo, thường rất đa dạng như được mô tả ở hình 1.1

Nhìn chung, một hệ thống sản xuất bao gồm hai phần: “ phần mềm” và “phần cứng” “Phần mềm” của sản xuất bao gồm các hoạt động như: quản lý, điều hành, lập

kế hoạch, điều độ, kiểm soát, “Phần cứng” của sản xuất bao gồm các hoạt động gia công, chế biến, chế tạo có liên quan đến máy móc, thiết bị Vì vậy, tự động hóa sản xuất phải bao gồm cả tự động hóa “phần cứng” của sản xuất (máy móc, thiết bị) lẫn tự

động hóa “ phần mềm” của sản xuất (các chức năng, bộ phận còn lại của hệ thống sản xuất) Một hệ thống được tự động hóa và liên kết chặt chẽ với nhau như vậy được gọi là

hệ thống tự động hóa tích hợp toàn diện (TĐHTHTD)

Heọ thoỏng TẹHTHTD laứ moọt giaỷi phaựp ửựng duùng caực maựy tớnh vaứ caực maùng lieõn keỏt ủeồ chuyeồn caực coõng ngheọ rieõng leừ thaứnh moọt heọ thoỏng tớch hụùp ụỷ trỡnh ủoọ cao Vỡ vaọy, coự nhieàu ủũnh nghúa khaực nhau veà heọ thoỏng TẹHTHTD tuyứ thuoọc vaứo muùc ủớch ửựng duùng cuỷa noự Dửụựi ủaõy laứ moọt soỏ ủũnh nghúa:

- Theo hieọp hoọi caực heọ thoỏng Tửù ủoọng vaứ Maựy tớnh CASA (The Computer and Automated System Association) thỡ: heọ thoỏng TẹHTHTD laứ moọt heọ thoỏng tớch hụùp cung caỏp sửù trụù giuựp cuỷa maựy tớnh cho taỏt caỷ caực chửực naờng thửụng maùi bao goàm caực hoaùt ủoọng tửứ khaõu tieỏp nhaọn ủụn haứng cho ủeỏn cung caỏp saỷn phaồm cuỷa moọt nhaứ maựy saỷn xuaỏt [57]

- Theo tửứ ủieồn cuỷa Coõng ngheọ Saỷn xuaỏt Tieõn tieỏn AMT (Advanced Manufacturing Technology) thỡ heọ thoỏng TẹHTHTD laứ moọt nhaứ maựy tửù ủoọng hoaự toaứn phaàn, nụi maứ taỏt caỷ caực quaự trỡnh saỷn xuaỏt ủửụùc tớch hụùp vaứ ủửụùc ủieàu khieồn baống maựy tớnh [57]

- Theo haừng SIEMENS cuỷa ẹửực thỡ cho raống heọ thoỏng TẹHTHTD laứ moọt chieỏn lửụùc vaứ laứ moọt khaựi nieọm ủeồ ủaùt caực muùc ủớch thũ trửụứng cuỷa moọt nhaứ maựy [57]

Chế tạo

Hình 1.1: Các chức năng và bộ phận của một hệ thống sản xuất [20].

Mô hình sản xuất tích hợp trình độ cao nhờ máy tính phổ biến trên thế giới được phân cấp như sơ đồ ở hình 1.2

Hình 1.2: Mô hình phân cấp của một nhà máy sản xuất [56]

• Cấp 1-cấp quản lý xí nghiệp: là cấp quyết định đầu tư vào của nhà máy; cũng như định ra mục tiêu, kiến trúc chức năng của nhà máy, hướng đầu tư, công nghệ cơ bản, yêu cầu về chất lượng và số lượng sản phẩm

• Cấp 2-cấp nhà máy: là cấp xây dựng điều hành sản xuất như vạch kế hoạch sản xuất, sử dụng tài nguyên (vật chất và nhân lực) cho các chỉ tiêu cụ thể ở từng nơi, từng công đoạn trong sản xuất

• Cấp 3 là cấp các phân xưởng giám sát, bảo trì kỹ thuật Đây là cấp theo dõi, giám sát, thu thập số liệu bảo trì máy móc thiết bị, đảm bảo vận hành theo các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra

• Cấp 4 là cấp các tế bào điều khiển, thực hiện các nhiệm vụ tự động hoá nhà máy Ơû cấp này thường là các controller (như PLC), các hệ điều chỉnh, các bộ tự động đóng gói Các tế bào điều khiển này được PC nối thành mạng

• Cấp 5 là cấp thấp nhất gắn liền với dây chuyền sản xuất hay còn gọi là cấp hiện trường (field level) thực hiện việc thu thập các trạng thái, các số liệu của quá trình; cũng như thực hiện các lệnh điều khiển từ đầu ra của các controllers

1.2 MỘT SỐ MÔ HÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TÍCH HỢP TOÀN DIỆN

(TĐHTHTD) TRÊN THẾ GIỚI

(Một số nội dung của các thành phần trong hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện phổ biến trên thế giới được giới thiệu ở phụ lục 1)

1.2.1 Mô hình 1: mô hình của SIEMENS [54]

Mô hình này tích hợp giữa các hệ thống: điều khiển số phân tán (DCS), điều hành sản xuất (MES) và hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) tạo thành một hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện

Hình 1.3: Mô hình của SIEMENS.

1.2.2 Mô hình 2: Các mô hình của Microsoft Corporation [12]

a Mô hình này tích hợp giữa các hệ thống: điều khiển logic lập trình được (PLC), điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA), phần mềm giao diện người máy (HMI) với các hệ thống điều hành sản xuất (MES), và hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) hay hoạch định nguồn lực sản xuất (MRP II), hình 1.4

b Mô hình này tích hợp giữa các hệ thống: điều khiển logic lập trình được (PLC), điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA), phần mềm giao diện người máy (HMI), điều khiển số phân tán (DCS) với các hệ thống điều hành sản

xuất (MES), và hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) hay hoạch định nguồn lực sản xuất (MRP II), hình 1.5

Hình 1.4: Mô hình của Microsoft loại 1

Hình 1.5: Mô hình của Microsoft loại 2

1.2.3 Mô hình 3: Mô hình của Interware [39]

Mô hình này diễn tả thứ bậc và mối liên hệ giữa các chức năng trong một hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện: các lớp thấp nhất là lớp điều khiển (DCS), lớp

giữa là điều hành sản xuất (MES), và lớp trên cùng là lớp hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP)

Hình 1.6: Mô hình của Interware.

1.2.4 Mô hình 4: Mô hình của MESA [47]

Mô hình này cũng diễn tả thứ bậc của các chức năng trong một hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện và việc sử dụng mạng liên kết giữa các lớp đó: các lớp thấp nhất là lớp điều khiển (DCS), lớp giữa là điều hành sản xuất (MES), và lớp trên cùng là lớp hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) Các lớp MES và DCS sử dụng mạng cục bộ (LAN), còn lớp ERP thì sử dụng mạng diện rộng (WAN)

Hình 1.7: Mô hình của MESA.

1.2.5 Mô hình 5: Mô hình của Michael Mcclellan [48]

Mô hình này thể hiện sự tích hợp và diễn tả chức năng giữa các hệ thống: điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA), phần mềm giao diện người máy (MMI), điều hành sản xuất (MES), và hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP)

Hình 1.8: Mô hình của Michael McClellan.

1.2.6 Mô hình 6: mô hình của Thomas R Gulledge [55]

Mô hình này tích hợp giữa các hệ thống: điều khiển, CAD, CAM, điều hành sản xuất và hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP)

Hình 1.9: Mô hình của Thomas R Gulledge

1.2.7 Mô hình 7: Mô hình của Baan [6]

Mô hình này rất rộng, tích hợp giữa các hệ thống: CAD, CAM, điều hành sản xuất (MES) với các hệ thống hoạch định như: hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) cùng với hệ thống quản lý dữ liệu sản phẩm (PDM), quản lý chuyền cung ứng (SCM) và quản lý quan hệ khách hàng (CRM) Ngoài ra nó còn liên kết với hệ thống nhà cung cấp và khách hàng tiêu thụ trên toàn cầu

Hình 1.10: Mô hình của Baan

1.2.8 Mô hình 8: Mô hình của GE Appliances [23]

Mô hình này rất rộng, tích hợp toàn bộ các hệ thống trong một nhà máy: điều khiển, CAD, điều hành sản xuất (MES) với các hệ thống hoạch định như: hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) cùng với hệ thống quản lý dữ liệu sản phẩm (PDM), quản lý chuyền cung ứng (SCM) và quản lý quan hệ khách hàng (CRM) Ngoài ra nó còn liên kết với hệ thống nhà cung cấp và khách hàng tiêu thụ trên toàn cầu

Hình 1.11: Mô hình của Appliances.

1.2.9 Mô hình 9: Mô hình của DeltaV [13]

Mô hình này tích hợp giữa các hệ thống: điều khiển số phân tán (DCS), điều hành sản xuất (MES), và hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) tạo thành một hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện

Hình 1.12: Mô hình của DeltaV.

1.3 LỢI ÍCH CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TÍCH HỢP TOÀN DIỆN

Theo công bố của hiệp hội các hệ thống điều hành sản xuất (MESA); một số nhà cung cấp phần mềm giải pháp tích hợp lớn nhất thế giới như: SAP, Oracle, …;

các công ty đang sử dụng hệ thống tự động hóa tích hợp toàn diện như SIEMENS, … thì việc ứng dụng hệ thống tự động hóa tích hợp toàn diện cho doanh nghiệp sẽ mang lại rất nhiều lợi ích như sau:

ƒ Chia sẻ thông tin trên mạng khu vực hay mạng toàn cục sử dụng cùng một giao diện với người sử dụng

ƒ Hoàn thiện giao diện giữa thiết kế, sản xuất và quản lý

ƒ Kết nối liện tục từ SCADA tới MES cho phép điều khiển và giám sát quá trình

ƒ Sử dụng cùng một cơ sở dữ liệu để loại trừ các bộ phận chứa dữ liệu độc lập

ƒ Giảm việc giao tiếp trực tiếp và giao tiếp qua giấy tờ

Tích hợp giữa sản xuất và kinh doanh cho phép: [15]

ƒ Dự đoán và hoạch định chính xác chi phí cho sản xuất và nghiên cứu

ƒ Cải tiến chất lượng và đáp ứng sự mong đợi của khách hàng

ƒ Chia sẻ dữ liệu về sản xuất và kinh doanh liên tục với khách hàng và nhà cung cấp

ƒ Giảm thời gian đưa sản phẩm ra thị trường

ƒ Hiệu quả cao hơn trong việc sử dụng nguồn vốn

Tích hợp trong sản xuất cho phép: [16]

ƒ Chia sẽ về dữ liệu sản xuất thời gian thực

ƒ Giảm các kết nối dư thừa hay không cần thiết

ƒ Đồng bộ hoá các yêu cầu

ƒ Nâng cao hoạt động sản xuất của nhà máy bằng việc ra những quyết định đúng lúc

ƒ Thông tin về quá trình sản xuất tin cậy, chính xác

ƒ Truyền thông tin nhanh chóng và hiệu quả

ƒ Giảm dữ liệu đầu vào bằng tay

ƒ Cung cấp dữ liệu đúng lúc hỗ trợ ra quyết định

ƒ Kiểm soát nhanh chóng những rắc rối và việc đình trệ trong sản xuất

ƒ Chính xác hơn trong việc theo dõi tồn kho

Hiệu quả đối vơi quá trình kinh doanh: [24]

ƒ Giảm thời gian tái đầu tư

ƒ Cải tiến dịch vụ khách hàng

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI HTTĐHTHTD Ở VIỆT NAM

Cho đến nay, cũng đã có một số tổ chức, đơn vị thực hiện những đề tài có liên quan đến HTTĐHTHTD như: Viện Điện Tử-Tin Học-Tự Động Hoá, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM, …

Hệ thống CAD/CAM-CNC đã được ứng dụng rải rác ở một số ngành công nghiệp như: dệt may, giày dép, nhựa, cơ khí … Còn hệ thống thông tin quản lý (MIS) tương đối đồng bộ thì chưa được phổ biến mà mới chỉ có một số phần mềm riêng lẽ về kế toán, quản lý nhân sự, quản lý vật tư và tồn kho, … được ứng dụng độc lập với nhau Công ty liên doanh Coats Tootal Phong Phú đã sử dụng từ nhiều năm nay hệ thống thông tin quản lý QSS (Quality Service System) do công ty mẹ cung cấp (giá khoảng 100.000 USD) Trong khi đó, một công ty dệt hiện nay có mạng gần 300 máy tính nhưng chưa biết tìm ở đâu nhà cung cấp Việt Nam về hệ thống thông tin quản lý

Trong thời gian qua, một số hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) cũng đã được triển khai ở nước ta Các hệ SCADA được ứng dụng nhiều nhất ở Việt Nam là các hệ SCADA cho các ngành điện lực ở các trung tâm điều độ mạng lưới điện quốc gia, mạng lưới điện vùng, mạng lưới điện thành phố, Kế tiếp là các hệ SCADA cho VietsovPetro quản lý hệ thống giếng khoan của mỏ Bạch Hổ, hệ thống SCADA cho đường ống dẫn khí đồng hành của công ty chế biến và kinh doanh các sản phẩm khí Để đưa hệ thống SCADA vào ứng dụng thực tế là một vấn đề lớn vì nó đòi hỏi một phương pháp làm việc có tính công nghiệp rất cao Ngoài

ra, một số hệ điều khiển phân bố (DCS) đang hoạt động ở Việt Nam có thể kể đến là: hệ DCS cho điều khiển các lò hơi ở nhà máy điện Bà Rịa và Phú Mỹ, hệ DCS cho điều khiển quá trình khí hoá lỏng ở Dinh Cố Sắp tới, khu lọc dầu Dung Quất sẽ có nhiều hệ DCS tham gia vào dây chuyền chưng cất, lọc dầu

Tóm lại, có thể nói rằng, đã có ứng dụng từng phần các giải pháp tự động hoá tích hợp vào các doanh nghiệp của Việt Nam Tuy nhiên, việc kết hợp đồng bộ giữa các hệ thống điều khiển, điều hành sản xuất và hoạch định nguồn lực doanh nghiệp tạo thành một hệ thống TĐHTHTD là chưa có Vì vậy, việc nghiên cứu và triển khai một mô hình hệ thống TĐHTHTD vào các doanh nghiệp Việt Nam hiện nay là cần thiết nhằm đáp ứng yêu cầu hội nhập trong một thị trường cạnh tranh và toàn cầu hoá

1.5 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

™ Mục tiêu nghiên cứu: nghiên cứu xây dựng giải pháp tổng thể và mô hình

hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện phục vụ cho các doanh nghiệp Từ đó, xây

dựng và triển khai một mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho doanh nghiệp may

™ Nội dung nghiên cứu: được thể hiện qua các chương như sau:

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện nhờ

máy tính, trình bày những lợi ích cần thiết của hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện, một số mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện phổ biến trên thế giới Trong chương này cũng sẽ làm rõ mục tiêu và các nội dung nghiên cứu của đề tài

Chương 2: Xây dựng giải pháp tổng thể và mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện (TĐHTHTD) phục vụ cho các doanh nghiệp Phân tích chi tiết về hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp-ERP, hệ thống điều hành sản xuất-MES, hệ thống điều khiển số phân tán-DCS, và hệ thống CAD/CAM So sánh các thành phần của hệ thống TĐHTHTD cho các doanh nghiệp với các mô hình phổ biến trên thế giới Tất cả các nguồn thông tin có được qua tham khảo từ tài liệu và internet

Chương 3: Xây dựng và triển khai một mô hình hệ thống TĐHTHTD cho doanh nghiệp may Phân tích chi tiết phần mềm hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp may Garment-ERP, hệ thống điều hành sản xuất may Garment-MES; hệ thống chuyền may tự động; và hệ thống CAD/CAM trong ngành may

Chương 4: Phân tích chi tiết về dự báo nhu cầu trong sản xuất kinh doanh, xây dựng các giải thuật và viết các chương trình dự báo nhu cầu về doanh thu, về số lượng bán hàng, về khả năng sản xuất và tích hợp vào chương trình phần mềm

hoạch định nguồn lực cho ngành may Garment-ERP

Chương 5: Nghiên cứu xây dựng module giải pháp tối ưu hoá nhằm nâng cao năng suất trong ngành may gồm: tối ưu hoá phân công lao động và tối ưu hoá kế hoạch cắt may, tích hợp module này vào chương trình phần mềm hoạch định nguồn lực cho ngành may Garment-ERP

Chương 6: Phân tích quá trình trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống trong mô hình hệ thống TĐHTHTD cho doanh nghiệp may được xây dựng ở chương 3 Phân tích chi tiết sơ đồ vận hành của hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho ngành may và các lợi ích mang lại từ việc ứng dụng từng phần hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện ở một số doanh nghiệp may

Kết luận: trình bày các kết quả đạt được và hướng phát triển của đề tài

CHƯƠNG 2:

XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TÍCH HỢP TOÀN DIỆN

CHO CÁC DOANH NGHIỆP

2.1 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TÍCH HỢP TOÀN DIỆN CHO

CÁC DOANH NGHIỆP

Phương pháp luận để xây dựng mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho các doanh nghiệp theo trình tự sau:

Qua khảo sát các mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện phổ biến trên thế giới được giới thiệu ở chương 1, có thể nhận thấy rằng: tối thiểu phải có 3 lớp thông tin trong một nhà máy sản xuất tích hợp và được sắp xếp theo mô hình thứ bậc Lớp thấp nhất là hệ thống tự động hoá nhà máy-FFAS hay hệ thống điều khiển số phân tán-DCS Lớp thứ hai là lớp điều hành sản xuất-MES, và lớp trên cùng là lớp hoạch định nguồn lực doanh nghiệp-ERP Ngoài ra, đối với các mô hình rộng hơn còn có thêm các module như: quản lý quan hệ khách hàng-CRM, quản lý chuyền cung ứng-SCM, … Dữ liệu từ các hệ thống này muốn trao đổi với nhau cần thiết phải thông qua các công cụ tích hợp chuẩn như: COM/DCOM, OPC, CORBA,…

Vì vậy, cũng trên cơ sở các mô hình này, tham khảo từ tài liệu [7][8][11][26] [44][50], qua khảo sát điều kiện và tình hình thực tế của một số ngành công nghiệp quan trọng tại Việt Nam phần lớn là các doanh nghiệp vừa và nhỏ, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các hệ thống CAD/CAM trong những năm gần đây ở Việt Nam;

KHẢO SÁT PHÂN TÍCH LỰA CHỌN TỔNG HỢP

giải pháp tổng thể và mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện phục vụ cho các doanh nghiệp nói chung, chủ yếu là các doanh nghiệp trong các ngành gia công, chế biến, chế tạo (manufacturing) được xây dựng với cấu trúc được trình bày ở hình 2.1 (gọi là mô hình BK-TIAS) Từ mô hình tổng quát BK-TIAS, có thể triển khai ứng dụng cho các doanh nghiệp cụ thể với các tên gọi khác nhau khi thay đổi một số module chức năng trong mô hình Ví dụ: đối với doanh nghiệp may tương ứng là mô hình Garment-TIAS, còn doanh nghiệp nhựa là mô hình Plastics-TIAS, …

Hình 2.1: Mô hình hệ thống tự động hóa

tích hợp toàn diện cho các doanh nghiệp

Trong mô hình BK-TIAS, tất cả các bộ phận chức năng và phòng ban trong một công ty được tích hợp và giao tiếp với nhau thông qua một cơ sở dữ liệu chung nhờ vào hệ thống điều khiển dạng phân tán-DCS (Distributed Control System) và

công cụ tích hợp (được giới thiệu ở phụ lục 2) Tất cả các hoạt động thiết kế và chế

tạo tự động nhờ máy tính-CAD/CAM được giám sát bởi hệ thống điều hành sản

xuất-MES (Manufacturing Execution System) Hệ thống MES thông qua công cụ tích hợp gửi những thông tin cần thiết lên hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp-ERP (Enterprise Resourses Planning) và nhận những thông tin phản hồi về để giám sát và điều hành sản xuất Hệ thống ERP quản lý hầu hết các hoạt động của doanh nghiệp như: quản lý sản xuất, quản lý kinh doanh, quản lý khách hàng, lập kế hoạch, đánh giá công tác bảo trì, Do đó, bản thân từng hệ thống riêng rẽ như: ERP, MES, CAD/CAM, DCS là những module tích hợp nhỏ Mô hình hệ thống tự động hóa tích hợp toàn diện cho các doanh nghiệp còn được thể hiện dưới dạng thứ bậc các chức năng như sau:

Các thành phần chi tiết của hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện vừa được xây dựng (mô hình BK-TIAS) được so sánh với các mô hình phổ biến của thế giới đã được trình bày ở chương 1 theo bảng 2.1 dưới đây Ký hiệu có trong dấu [ ] thể hiện các chức năng có thêm của các mô hình trên thế giới (viết tắt là MH)

[1]: Quản lý chuyền cung ứng-SCM

[5]: Quản lý chuyền cung ứng-SCM, quản lý quan hệ khách hàng-CRM [6]: Quản lý thông tin sản phẩm-PIM

[7]: Quản lý quan hệ khách hàng-CRM

[8]: Điều độ lập kế hoạch nâng cao-APS

Bảng 2.1: So sánh mô hình BK-TIAS và các mô hình hiện có trên thế giới:

phẩm

Cấu trúc và chức năng của từng hệ thống trong mô hình hệ thống tự động hoá tích hợp toàn diện cho các doanh nghiệp được xây dựng và trình bày dưới đây

2.2 HỆ THỐNG HOẠCH ĐỊNH NGUỒN LỰC DOANH NGHIỆP (GỌI TẮT LÀ HỆ

THỐNG BK-ERP)

Các module chức năng của hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) được xác định phụ thuộc vào hoạt động sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp Một khi hoạt động sản xuất kinh doanh được mở rộng thì các module mới sẽ được thêm vào Các module này thông thường tập trung vào bốn lĩnh vực quan trọng trong một nhà máy sản xuất đó là: lĩnh vực tài chính, nguồn nhân lực, sản xuất và phân phối [10] [17] Mỗi nhà cung cấp ERP có những ý tưởng riêng để xác định số lượng các module phù hợp; chẳng hạn như SAP – Nhà cung cấp giải pháp tích hợp

ERP lớn nhất thế giới đã xây dựng hệ thống ERP gồm 10 module (xem phụ lục 1)

Tài liệu [56] thì liệt kê hầu hết các chức năng phổ biến của một hệ thống ERP gồm

22 module (xem phụ lục 1) Tuy nhiên, doanh nghiệp cũng có thể bắt đầu thậm chí

chỉ với một module, sau này có thể phát triển thêm dần dần và hoàn toàn có thể tích hợp với nhau được

Vì vậy, cũng trên cơ sở các hệ thống ERP đã có, tham khảo từ tài liệu [44], qua khảo sát điều kiện và tình hình thực tế của một số ngành công nghiệp quan trọng tại Việt Nam phần lớn là các doanh nghiệp vừa và nhỏ, hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp BK-ERP được xây dựng bao gồm 12 modules chức năng sau:

Hình 2.2: Mô hình hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp tích hợp.

9 Quản lý vật tư và tồn kho

Thực hiện việc lên kế hoạch nhu cầu vật tư, mua vật tư, quản lý kho, quản lý nhà xưởng, kiểm tra vật tư và trao đổi dữ liệu (điện tử) qua mạng

9 Quản lý bán hàng và phân phối

Thực hiện việc vận chuyển, buôn bán hàng, hỗ trợ bán hàng và trao đổi dữ liệu

9 Kế toán tài chính

Thực hiện các công việc: quản lý vốn, quản lý thu chi, kế toán

9 Kiểm soát

Thực hiện các công việc: kiểm soát tổng chi phí, kiểm soát chi phí sản xuất, kiểm soát các hoạt động thu chi, phân tích hoạt động bán hàng và lợi nhuận, kiểm soát các hoạt động của dự án

9 Quản lý thiết bị

Thực hiện các công việc: xuất nhập thiết bị, lưu kho, nhu cầu trang thiết bị

9 Quản lý nhân sự

Thực hiện việc lập kế hoạch và phát triển nhân lực bao gồm: quản lý tổ chức, phát triển nhân lực, tuyển dụng và đào tạo nhân lực Ngoài ra còn quản lý nhân lực bao gồm: quản lý công việc, lương, bồi thường tai nạn, thời gian làm việc, khen thưởng, danh sách hưởng lương

9 Quản lý bảo trì

Thực hiện các công việc: tổ chức công tác bảo trì, lên kế hoạch cho đối tượng bảo trì, bảo trì phòng ngừa, trang thiết bị bảo trì, dịch vụ bảo trì, hệ thống thông tin bảo trì của nhà máy

9 Quản lý chất lượng

Thực hiện các công việc: quản lý công cụ sản xuất, quản lý qui trình kiểm tra, quản lý chất lượng, chứng nhận về quản lý chất lượng, khai báo về quá trình quản lý chất lượng

9 Lập kế hoạch sản xuất

Thực hiện các công việc: thiết lập các dữ liệu sản xuất như: xác định đơn đặt hàng, lập kế hoạch về nguyên vật liệu; xác định chi phí sản xuất, lập kế hoạch lắp ráp, xác định số chi tiết trùng

9 Điều độ sản xuất tổng thể

Thực hiện các nhiệm vụ: lập kế hoạch và phân phối danh mục các sản phẩm đã hoàn thành cho khách hàng

9 Các giải pháp công nghiệp

Thực hiện các nhiệm vụ: xác định các đối tượng chính của hệ thống ERP, xác định các nội dung phù hợp với từng lĩnh vực: dầu khí, y tế ,viễn thông, ngân hàng, dệt may, … Thông qua “các giải pháp công nghiệp” trong cấu hình của BK-ERP, có thể bổ sung một số module tương ứng với một ngành công nghiệp cụ thể Các module còn lại có thể được điều chỉnh thêm bớt dưới dạng các báo cáo/form nhập sao cho phù hợp với đặc thù của ngành công nghiệp này

9 Hoạch định nhu cầu vật tư

Thực hiện các nhiệm vụ: lập kế hoạch nhu cầu vật tư, mua vật tư, vật tư lưu kho

2.3 HỆ THỐNG ĐIỀU HÀNH SẢN XUẤT (GỌI TẮT LÀ HỆ THỐNG BK-MES)

Hiệp hội về các hệ thống điều hành sản xuất (MESA) đã đưa ra cấu trúc mô hình MES gồm 15 module chia ra hai phần chính để giảm nhẹ khối lượng của phần mềm; trong đó gồm 7 module chính cùng với 8 module hỗ trợ [32] Tuy nhiên, tùy vào từng doanh nghiệp cụ thể có thể giới hạn số lượng module cũng như có những module mới được thêm vào, chẳng hạn như hệ thống MES được SIEMENS sử dụng

bao gồm 12 module (xem phụ lục 1) Ngoài ra, doanh nghiệp cũng có thể bắt đầu

thậm chí chỉ với một module, sau này có thể phát triển thêm dần dần và hoàn toàn có thể tích hợp với nhau được

Vì vậy, cũng trên cơ sở các hệ thống MES đã có, tham khảo từ tài liệu [44][45][49][52][53], qua khảo sát điều kiện và tình hình thực tế của một số ngành công nghiệp quan trọng tại Việt Nam phần lớn là các doanh nghiệp vừa và nhỏ, cùng với ý tưởng xây dựng một hệ thống MES mở có thể tích hợp thêm các module khác khi cần thiết; hệ thống điều hành sản xuất BK-MES được xây dựng bao gồm

18 module chức năng với 7 module chính cùng với 11 module hỗ trợ như sau:

Hình 2.3: Mô hình hệ thống điều hành sản xuất tích hợp.

2.3.1 Các chức năng chính của hệ thống điều hành sản xuất BK-MES

Hình 2.4: Các chức năng chính của hệ thống điều hành sản xuất [37]

Đây là các chức năng cơ bản liên quan trực tiếp đến việc quản lý về trình tự các công việc và các nguồn lực sản xuất

™ Giao diện với hệ thống hoạch định

Hệ thống điều hành sản xuất BK-MES được kết nối với hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp BK-ERP để nhận các đơn hàng và các dữ liệu khác cũng như để cung cấp thông tin cho hệ thống hoạch định Sự kết nối này được thực hiện theo hai chiều, vì vậy hệ thống BK-MES làm cho hệ thống BK-ERP trở nên linh hoạt hơn trong việc cung cấp và cập nhật thông tin, ví dụ thông tin lao động, vận chuyển nhà kho, tiến trình xử lý đơn hàng,…

™ Xử lý đơn hàng

Xử lý đơn hàng là quản lý những thay đổi của các đơn hàng Những thay đổi này được điều chỉnh một cách dễ dàng, ví dụ: thay đổi về điều độ, thay đổi về số lượng, chia nhỏ hoặc liên kết các đơn hàng Chức năng xử lý đơn hàng còn cho biết tình trạng của mỗi đơn hàng

™ Các trạm làm việc

Các trạm làm việc là nơi thực hiện các công đoạn theo qui trình công nghệ Các trạm làm việc thực hiện kế hoạch đề ra, điều độ và vận chuyển bán thành phẩm Theo kế hoạch, hệ thống sẽ quản lý, phân phối vật tư, công cụ và dữ liệu đến các trạm làm việc

™ Quản lý vật tư / bán thành phẩm

Quản lý vật tư bao gồm máy móc, công cụ, thiết bị, tài liệu cần có để có thể bắt đầu hoạt động Quản lý vật tư / bán thành phẩm quản lý lý lịch vật tư và đảm bảo vật tư ổn định và đầy đủ cho quá trình sản xuất Quản lý vật tư / bán thành phẩm có thể kết hợp với module điều độ

™ Quản lý dòng vật tư / bán thành phẩm

Quản lý dòng vận chuyển vật tư / bán thành phẩm theo kế hoạch bằng cách kiểm soát các lệnh di chuyển bán thành phẩm từ trạm này đến trạm khác

™ Thu thập dữ liệu

Quản lý và liên kết các dữ liệu để hệ thống có thể duy trì tình trạng ổn định thông qua các cảm biến, giao diện điều khiển,… Chức năng này cung cấp một giao diện để liên kết các tham số, dữ liệu và cất giữ trong các form, các record Dữ liệu này có thể được nhập vào bằng tay hoặc tự động

™ Quản lý ngoại lệ

Giải quyết các trường hợp ngoại lệ xảy ra ngoài kế hoạch, ví dụ: trạm làm việc ngưng hoạt động, thiếu vật tư, …

2.3.2 Các chức năng hỗ trợï của hệ thống điều hành sản xuất BK-MES

Đây là các chương trình hay các phần mềm trọn gói nhằm hỗ trợ quá trình sản xuất nhưng không phải là một bộ phận của quá trình hoạch định hay hệ thống điều khiển thiết bị Hầu như những ứng dụng phổ biến đều được xây dựng và phân tích dưới đây Tuy nhiên, những chức năng khác có thể sẽ được phát triển và tích hợp vào trong tương lai

™ Kiểm soát quá trình bằng thống kê

Theo dõi sản xuất và hiệu chỉnh một cách tự động hoặc cung cấp những quyết định hỗ trợ người công nhân để hiệu chỉnh và cải thiện quá trình Những hoạt động này có thể ở bên trong hoặc ở những phần quan trọng của quá trình Quản lý quá trình bao gồm cả báo động để giúp người công nhân nhận ra sự thay đổi bất thường của quá trình, và cung cấp những giao diện liên kết giữa thiết bị thông minh với hệ thống BK-MES thông qua module thu thập dữ liệu