Lợi thế cạnh tranh của các công ty nước ngoài không chỉ nằm ở quy mô hay công nghệ hiện đại mà còn nằm ở cách thức tổ chức sản xuất. Họ quan tâm và xác định một cách rõ ràng về các chuỗi giá trị trong nhà máy, quy trình sản xuất được hoạch định, điều độ chính xác nhằm tối đa hóa nguồn lực sản xuất cũng như giảm thiểu các lãng phí không cần thiết. Trong khi đó, các nhà máy vừa và nhỏ của Việt Nam vẫn sản xuất theo mô hình truyền thống, thiếu hoạch định. Cụ thể tại Công ty TNHH Thái Sơn S.P, nhóm nhận thấy hệ thống sản xuất của công ty hiện nay chưa đạt hiệu quả, còn nhiều vấn đề tồn đọng như: nhiều đơn hàng còn bị trễ, năng suất nhà máy thấp dẫn đến thời gian sản xuất kéo dài, nhiều bán thành phẩm nằm trên chuyền,… làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và uy tín của công ty. Tuy nhiên trên thực tế, các nhà quản lý lại khá e ngại việc nghiên cứu phương pháp cải tiến, thay đổi hệ thống sản xuất thực tế bởi vì họ không thể dừng hệ thống để áp dụng thử các nghiên cứu. Thêm vào đó là họ không có nhiều thông tin để chắc chắn rằng việc cải tiến hay thay đổi dây chuyền sản xuất là phù hợp và hiệu quả. Vì thế việc thực hiện 2 mô phỏng hệ thống sản xuất đang dần được phát triển và phổ biến, vì những ưu thế về chi phí, tiện lợi và tính khả thi. Mô phỏng là một công cụ giúp đưa ra các tình huống giả định, các khả năng có thể xảy ra để đánh giá và lựa chọn được phương án tốt nhất. Kĩ thuật mô hình hóa là một công cụ hữu ích được áp dụng trong nghiên cứu này nhằm phân tích được các quy trình vận hành của hệ thống, xác định những điểm nghẽn, đánh giá độ mất cân bằng, thời gian, năng suất. Dữ liệu đó góp phần tạo thành cơ sở để phân tích hiện trạng của hệ thống, để từ đó đưa ra được những phương án thích hợp để cân bằng chuyền, cải thiện năng lực sản xuất của nhà xưởng để hệ thống vận hành ổn định, đáp ứng được nhu cầu của khách hàng bên trong lẫn bên ngoài. Trong các công cụ thực hiện mô phỏng thì ARENA là một công cụ rất mạnh để mô hình hóa, mô phỏng các vấn đề thường gặp phải. Mô phỏng bằng ARENA cũng rất thông dụng trong thực tế vì tính dễ dàng khi sử dụng và khả năng giải quyết các bài toán sản xuất. Từ những điều trên, nhóm đã chọn thực hiện đồ án tại Công ty TNHH Thái Sơn S.P với phương thức áp dụng mô hình hóa – mô phỏng nhằm hỗ trợ công ty giải quyết các vấn đề nêu trên. 1.2. Mục tiêu đề tài Xây dựng thành công mô hình mô phỏng tại công ty nhằm cải tiến hệ thống sản xuất, giải quyết các vấn đề nêu ở trên, cụ thể là: - Giảm Cycle Time của các trạm để đáp ứng được Takt Time. - Giảm Lead Time. - Tăng năng suất của chuyền. - Tạo sự đồng bộ giữa các trạm, giúp dòng di chuyển được mượt hơn nhằm giảm bán thành phẩm nằm trên chuyền.
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN KĨ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP
NĂM HỌC 2019 -* -
ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ
VÀ CẢI TIẾN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
TẠI CÔNG TY THÁI SƠN S.P
GVHD: ThS Nguyễn Như Phong
Trang 2TP HCM, 06/2019
Trang 3LỜI GIỚI THIỆU
Nhóm sinh viên thực tập chúng em gồm 6 thành viên: Đỗ Lý Bằng, Nguyễn ThịNgọc Tú, Hồ Hoàng Thái, Nguyễn Tường Vy, Lý Minh, Trần Ngọc Huy Thông qua sựcho phép của Ban Lãnh Đạo Công ty TNHH Thái Sơn S.P, nhóm chúng em được thựctập tại công ty trong thời gian một tháng
Nhóm chúng em là sinh viên năm 3 trường Đại học Bách Khoa TP.HCM chuyênngành Kỹ Thuật Hệ Thống Công Nghiệp Kì thực tập này là một môn học ở trường vớimục đích giúp sinh viên ứng dụng các kiến thức đã được học về kỹ thuật mô hình hóa -
mô phỏng để nghiên cứu và giải quyết các bài toán thực tế tại công ty Nhóm sinh viên đãthực hiện tìm hiểu hệ thống thực tế, phân tích hiện trạng, xác định vấn đề, xây dựng môhình mô phỏng hiện trạng và từ đó đề xuất các phương án cải tiến để giải quyết các vấn
đề đã được xác định Ngoài các kiến thức chuyên môn thì sinh viên còn được trang bịthêm các kỹ năng cần thiết như giao tiếp, tác phong công nghiệp, thuyết trình, kỹ năngviết, và kỹ năng nắm bắt hệ thống Sinh viên sẽ có kinh nghiệm trong cách thức làm việcnhóm thực hiện công việc thực tế
Cuối cùng, sau khoảng thời gian thực hiện và chỉnh sửa thì báo cáo đồ án mô hìnhhóa – mô phỏng của nhóm đã được hoàn thiện và chuẩn bị báo cáo trước hội đồng
Trang 4Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Lãnh Đạo, các phòng ban củaCông ty TNHH Thái Sơn S.P, đã tiếp nhận chúng em vào thực tập vàđã tạo điều kiệnthuận lợi cho chúng em được tìm hiểu thực tiễn trong suốt quá trình thực tập tại đây.Chúng em xin cảm ơn các anh, chị thuộc chuyền may số 2 trong công ty đã tạo mọi điềukiện giúp đỡ và chỉ bảo tận tình để chúng em có thể tiếp cận với dây chuyền may thực tếtại công ty.
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại họcBách Khoa TP.HCM, quý thầy cô ngành Kỹ Thuật Hệ Thống Công Nghiệp đã tận tâmgiảng dạy và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho chúng em Đặc biệt,chúng em xin cảm ơn thầy Nguyễn Như Phong, người đã tận tình hướng dẫn và giúpchúng em hoàn thành quyển báo cáo này
Do thời gian thực tập và lượng kiến thức thực tế của bản thân còn hạn chế nênquyển báo cáo này không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp ýkiến của quý thầy cô và quý Công tyTNHH Thái Sơn S.Pđể quyển báo cáo được hoànthiện hơn
Trang 5MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Mục tiêu đề tài 2
1.3 Nội dung nghiên cứu 2
1.4 Các nghiên cứu liên quan 3
1.5 Cấu trúc đồ án 6
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN 8
2.1 Cơ sở lý thuyết 8
2.2 Phương pháp luận 23
CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA, THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 25
3.1 Tổng quan công ty 25
3.2 Mô hình hóa 26
Trang 6
3.5 Phân tích dữ liệu 39
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HIỆN TRẠNG 63
4.1 Quy ước thực tế 63
4.2 Diễn giải mô hình ARENA của bài toán 64
4.3 Mô hình mô phỏng 69
4.4 Thiết kế thực nghiệm 69
4.5 Kiểm định hệ thống 75
4.6 Đánh giá hiện trạng 82
CHƯƠNG 5: CẢI TIẾN 86
5.1 Phương án cải tiến 86
Trang 75.3 Mô phỏng phương án cải tiến 89
5.4 Kết quả sau cải tiến 93
5.5 Đánh giá kết quả chạy mô hình sau cải tiến 93
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96
6.1 Kết luận 96
6.2 Ưu điểm, nhược điểm của đồ án 97
6.3 Kiến nghị 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO 99
Trang 8DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Mô hình nguyên lý Single Server 9
Hình 2.2: Mô hình logic Single Server 10
Hình 2.3: Xây dựng mô hình sơ đồ ARENA 15
Hình 2.4: Setup điều kiện chạy cho mô hình mô phỏng 16
Hình 2.5: Setup thời gian mô phỏng cho mô hình 16
Hình 2.6: Animation của mô hình mô phỏng 17
Hình 2.7: Kết quả mô phỏng 18
Hình 2.8 Khai báo 19
Hình 2.9: Khai báo thông số chạy Warm-up 20
Hình 2.10: Tìm thời gian warm up bằng Output Analyzer 21
Hình 2.11: Biểu đồ xác định warm up 21
Hình 2.12: Quy trình thực hiện 24
Hình 3.1: Logo công ty Thái Sơn 25
Hình 3.2: Sản phẩm áo thun nam $18ADETSM06 26
Hình 3.3: Mặt bằng xưởng sản xuất 27
Hình 3.4: Mặt bằng chuyền may số 2 28
Hình 3.5: Quy trình sản xuất áo thun nam $18ADETSM06 30
Hình 3.6: Sơ đồ logic quy trình sản xuất 35
Hình 3.7: Quy trình thu thập và phân tích dữ liệu 36
Hình 3.8: Form thu thập số liệu 37
Hình 3.9: Boxplot công đoạn Gấp bo cổ 39
Hình 3.10: Boxplot công đoạn Chắp đô sau và vai con 40
Hình 3.11: Boxplot công đoạn Ép vai 40
Hình 3.12: Boxplot công đoạn Chắp thân 41
Hình 3.13: Boxplot công đoạn Vắt sổ cổ 41
Hình 3.14: Boxplot công đoạn Nối bo cổ vào thân 42
Hình 3.15: Boxplot công đoạn Nối tay áo 42
Trang 9Hình 3.17: Boxplot công đoạn May viền chân cổ sau 43
Hình 3.18: Boxplot công đoạn Gắn nhãn cổ 44
Hình 3.19: Boxplot công đoạn Diễu cổ sau 44
Hình 3.20: Boxplot công đoạn Gắn nhãn sườn 45
Hình 3.21: Boxplot công đoạn Kết sổ lai áo 45
Hình 3.22: Boxplot công đoạn Kết sổ lai tay 46
Hình 3.23: Boxplot công đoạn Cắt chỉ 46
Hình 3.24: Boxplot các công đoạn bộ dữ liệu mới 55
Hình 4.1: Hình ảnh Arena và chi tiết module Create 65
Hình 4.2: Khối Assign 65
Hình 4.3: Hình ảnh chi tiết module Process 1 nguồn lực 66
Hình 4.4: Hình ảnh chi tiết module Process 2 nguồn lực 67
Hình 4.5: Hình ảnh chi tiết module Match 67
Hình 4.6: Hình ảnh chi tiết module Batch 68
Hình 4.7: Hình ảnh chi tiết khối Record 68
Hình 4.8: Hình ảnh Arena và chi tiết module Dispose 69
Hình 4.9: Mô hình chuyền may 69
Hình 4.10: Thiết lập thời gian chạy mô phỏng 70
Hình 4.11: Khối Statics để ghi lại Cycle Time 71
Hình 4.12: Khai báo Run Setup để tính Warm-up 72
Hình 4.13: Setup cho biểu đồ Cycle Time 73
Hình 4.14: Biểu đồ Warm-up cho Cycle Time 73
Trang 10Hình 5.1: Mô hình Logic của chuyền sản xuất 90
Hình 5.2: Khai báo lại nguồn lực sản xuất 91
Hình 5.3: Khai báo lại nguồn lực sản xuất 92
Hình 5.4: Giản đồ cân bằng sau cải tiến 94
Hình 5.5: Biểu đồ thể hiện độ hữu dụng của nguồn lực sau cải tiến 95
Trang 11DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Ví dụ về phân tích hệ thống 9
Bảng 3.1: Quy trình sản xuất áo thun nam $18ADETSM06 29
Bảng 3.2: Mô tả chi tiết các công đoạn tại chuyền may 31
Bảng 3.3: Thông tin đầu vào, đầu ra 32
Bảng 3.4: Tổng hợp các chỉ số làm việc của công ty 33
Bảng 3.5: Tổng hợp chỉ số sản xuất tại chuyền may số 2 34
Bảng 3.6: Kết quả thu thập 20 mẫu dữ liệu thời gian ban đầu 38
Bảng 3.7: Bộ dữ liệu sau khi khử nhiễu 47
Bảng 3.8: Kết quả tính cỡ mẫu 48
Bảng 3.9: Kết quả thu thập 30 mẫu mới cho mỗi công đoạn 51
Bảng 3.10: Phân bố dữ liệu thời gian gia công tại các công đoạn của chuyền may số 2 56
Bảng 3.11: Bảng thu thập Cycle Time 61
Bảng 4.1: Nguồn lực mô phỏng 63
Bảng 4.2: Bảng Cycle Time 74
Bảng 4.3: Kết quả thời gian mô phỏng 76
Bảng 4.4: Thống kê kết quả Cycle Time 77
Bảng 4.5: Thống kê kết quả Lead Time 77
Bảng 4.6: Tóm tắt kết quả mô phỏng 79
Bảng 4.7: Kiểm chứng bằng Cycle Time 79
Trang 12Bảng 5.5: Kết quả sau cải tiến 93
Bảng 5.6: Thống kê Cycle Time sau cải tiến 93
Bảng 5.7: Tóm tắt kết quả trước và sau cải tiến 95
Bảng 6.1: Kết quả nội dung thực hiện đồ án 96
Bảng 6.2: Kết quả mục tiêu 97
Trang 13CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
Chương này sẽ giới thiệu về lý do lựa chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng,phạm vi và giới hạn đề tài cũng như tổng quan về cấu trúc, nhằm giúp người đọc có cáinhìn tổng quan về đồ án
1.1 Đặt vấn đề
Trong nền kinh tế thị trường ngày nay, sự cạnh tranh giữa các doanh nghiệp, hànghóa và dịch vụ ngày càng trở nên gay gắt Đặc biệt trong ngành công nghiệp may mặcViệt Nam những năm gần đây, đã trở thành điểm đến đầu tư lý tưởng của các tập đoàn đaquốc gia Hàng loạt các công xưởng hiện đại với vốn đầu tư nước ngoài được xây dựng,khiến cho thị trường cạnh tranh giờ đây không chỉ là giữa các công ty trong nước vớinhau mà còn là với nước ngoài
Lợi thế cạnh tranh của các công ty nước ngoài không chỉ nằm ở quy mô hay côngnghệ hiện đại mà còn nằm ở cách thức tổ chức sản xuất Họ quan tâm và xác định mộtcách rõ ràng về các chuỗi giá trị trong nhà máy, quy trình sản xuất được hoạch định, điều
độ chính xác nhằm tối đa hóa nguồn lực sản xuất cũng như giảm thiểu các lãng phí khôngcần thiết
Trong khi đó, các nhà máy vừa và nhỏ của Việt Nam vẫn sản xuất theo mô hìnhtruyền thống, thiếu hoạch định Cụ thể tại Công ty TNHH Thái Sơn S.P, nhóm nhận thấy
hệ thống sản xuất của công ty hiện nay chưa đạt hiệu quả, còn nhiều vấn đề tồn đọng như:
nhiều đơn hàng còn bị trễ, năng suất nhà máy thấp dẫn đến thời gian sản xuất kéo
Trang 14mô phỏng hệ thống sản xuất đang dần được phát triển và phổ biến, vì những ưu thế về chiphí, tiện lợi và tính khả thi.
Mô phỏng là một công cụ giúp đưa ra các tình huống giả định, các khả năng có thểxảy ra để đánh giá và lựa chọn được phương án tốt nhất Kĩ thuật mô hình hóa là mộtcông cụ hữu ích được áp dụng trong nghiên cứu này nhằm phân tích được các quy trìnhvận hành của hệ thống, xác định những điểm nghẽn, đánh giá độ mất cân bằng, thời gian,năng suất Dữ liệu đó góp phần tạo thành cơ sở để phân tích hiện trạng của hệ thống, để
từ đó đưa ra được những phương án thích hợp để cân bằng chuyền, cải thiện năng lực sảnxuất của nhà xưởng để hệ thống vận hành ổn định, đáp ứng được nhu cầu của khách hàngbên trong lẫn bên ngoài Trong các công cụ thực hiện mô phỏng thì ARENA là một công
cụ rất mạnh để mô hình hóa, mô phỏng các vấn đề thường gặp phải Mô phỏng bằngARENA cũng rất thông dụng trong thực tế vì tính dễ dàng khi sử dụng và khả năng giảiquyết các bài toán sản xuất
Từ những điều trên, nhóm đã chọn thực hiện đồ án tại Công ty TNHH Thái Sơn S.Pvới phương thức áp dụng mô hình hóa – mô phỏng nhằm hỗ trợ công ty giải quyết cácvấn đề nêu trên
1.2 Mục tiêu đề tài
Xây dựng thành công mô hình mô phỏng tại công ty nhằm cải tiến hệ thống sản xuất,giải quyết các vấn đề nêu ở trên, cụ thể là:
- Giảm Cycle Time của các trạm để đáp ứng được Takt Time
- Giảm Lead Time
- Tăng năng suất của chuyền
- Tạo sự đồng bộ giữa các trạm, giúp dòng di chuyển được mượt hơn nhằm giảmbán thành phẩm nằm trên chuyền
1.3 Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiểu mặt bằng, quy trình sản xuất sản phẩm, vật tư, nguyên vật liệu, bán thànhphẩm của chuyền may số 2
Trang 15- Tìm hiểu lý thuyết về mô hình hóa – mô phỏng, cách sử dụng phần mềm ARENA
và các phần mềm hỗ trợ khác
- Thu thập và phân tích số liệu
- Xây dựng, kiểm chứng mô hình mô phỏng
- Nghiên cứu và đề xuất các mô hình nhằm giải quyết vấn đề và cải tiến chuyền
- Thực hiện mô phỏng các mô hình và từ đó lựa chọn mô hình tối ưu nhất
- So sánh và đánh giá mô hình sau cải tiến và trước khi cải tiến
1.4 Các nghiên cứu liên quan
1.4.1 Cycle Time Reduction of a Garment Manufacturing Company Using Simulation Technique
Nghiên cứu được trình bày tại Hội thảo quốc tế về quản lý công nghệ, kinh doanh vàkhởi nghiệp năm 2012 Các tác giả của nghiên cứu thuộc Khoa Quản lý Công nghệ vàKinh doanh Đại học Tun Hussein Onn Malaysia bao gồm: Siti anisah Atan, RohaizanRamlan, Atan @ Yaakub, Tan Geok Foong
Tóm tắt: Nghiên cứu này được thực hiện trong một công ty sản xuất hàng may mặc
sản xuất áo thun ngắn và dài tay và quần Giới hạn nghiên cứu tập trung vào áo thun ngắntay Nhằm mô hình hóa và mô phỏng dây chuyền sản xuất hiện tại của một nhà máy may
và đề xuất cải tiến nhằm giảm cycle time và tăng năng suất của nhà máy
Mô hình mô phỏng của nhà máy may được xây dựng bằng phần mềm ProModel 7.0 Thu thập dữ liệu của các hoạt động bằng phương pháp Time Study Sau đó dùng phần
Trang 16Bài báo được viết trên tạp chí: International Journal of Production Research Tác giả
là Samuel H Huang, John P Dismukes , J Shi , QI Su , Mousalam A Razzak, RohitBodhale & D Eugene Robinson
Tóm tắt: Nghiên cứu được thực hiện trong thực tế tại nhà máy Pilkington Bắc Mỹ
ở Clinton, Michigan Hệ thống sản xuất đang được xem xét gồm 15 trạm làm việc Vớimục đích là cải thiện và tối ưu năng suất sản xuất
Phương pháp được nghiên cứu trong bài:
- OEE (Overall Equipment Efectiveness): Đo lường năng suất của máy móc, thiết bịsản xuất riêng biệt trong nhà máy
- OTE (Overall Throughput Effectiveness): Đo lường nghiêm ngặt năng suất hệ
thống của nhà máy
- OFE (Overall Factory Effectiveness): Kết hợp các hoạt động, mối quan hệ giữamáy móc, quy trình, tích hợp thông tin, quyết định và hành động trên nhiều hệthống và hệ thống con độc lập
- Mô phỏng với hệ thống sự kiện rời rạc – ProModel
Kết quả: Bằng cách so sánh kết quả mô phỏng của các kịch bản cải tiến tiềm năng
(được mô phỏng), kết quả cho thấy tăng năng suất rất nhiều Kết quả từ các phân tíchcho thấy vị trí của máy trạm trong bố trí hệ thống đóng một vai trò quan trọng trongviệc xác định tác động của cải tiến
1.4.3 Dynamics of bed use in accommodating emergency admissions: stochastic simulation model
Tóm tắt: Kiểm tra các nhu cầu giường hàng ngày từ dòng nhập viện khẩn cấp đến
bệnh viện cấp cứu Để xác định các tác động của nhu cầu biến động và không dự đoánđược khi nhập viện khẩn cấp, từ đó quản lý số lượng giường bệnh và định lượng rủi rohàng ngày khi không đủ khả năng cho bệnh nhân cần nhập viện ngay lập tức
Mô hình hóa chức năng của hệ thống bệnh viện, sử dụng mô hình mô phỏng ngẫunhiên sự kiện rời rạc, phản ánh mối quan hệ giữa nhu cầu và số lượng giường có sẵn
Trang 17Mô phỏng nhập viện khẩn cấp các loại bệnh (trừ rối loạn tâm thần) tại bệnh viện cấpcứu ở Anh.
Kết quả: Mức độ rủi ro khi thiếu giường bệnh là khoảng bốn lần so với một bệnhnhân Rủi ro là tối thiểu miễn là tỷ lệ lấp đầy giường trung bình vẫn dưới 85%
1.4.4 Ứng dụng mô phỏng để đánh giá và cải tiến dây chuyền sản xuất thịt gà tại trung tâm giết mổ gia cầm An Nhơn
Tóm tắt: Được thực hiên tại dây chuyển giết mổ tại trạm lọc mề và đóng gói, tại
đây có cycle time vượt takt time khá nhiều gây mất cân bằng chuyền Mục tiêu nhằmgiảm leadtime, giảm WIP, nâng cao năng suất
Ứng dụng phần mềm ARENA để mô hình hóa, ứng dụng thiết kế công việc với công
cụ phân tích thao tác bằng biểu đồ two-hand và MTM-1 Từ đó đưa ra các phương án cảitiến phù hợp với mục tiêu đặt ra
Kết quả: Sau khi thực hiện mô phỏng các cải tiến đã giúp chuyền mổ: Leadtime từ
299.84 xuống 208.85 (giây), giảm 6.44%, WIP giảm 37 con tương đương 25%, độ hữudụng tăng 5 %, năng suất tăng đến 15.65%
1.4.5 Sử dụng mô phỏng để đánh giá và cải tiến chuyền ROPE của công ty TNHH Dây Sợi Rồng Á Châu
Tóm tắt: Đồ án hướng đến mục tiêu giảm Cycle time, leadtime, tăng độ hữu dụng,
giảm công nhân sản xuất và giảm WIP
Trang 18- Năng suất làm việc của công nhân tại 3 trạm đã tăng đáng kể: Trạm EXTRUDER:
từ 40% → 57%, ROPE: từ 5% → 23%, TORNADO: từ 8% → 28%
- Máy EXTRUDER vẫn sử dụng hết năng suất – 100%, còn hiệu suất sử dụng củamáy TORNADO và máy ROPE đều tăng: Máy TORNADO (70 → 92%), máyROPE (28 → 39%)
- Nguồn lực giảm từ 19 xuống còn 17 WIP sau khi cải tiến tăng lên 40 → 47 cuộn.Đây là sự đánh đổi để giảm cycle-time để đáp ứng nhịp sản xuất, dù chi phí có thểtăng lên
1.4.6 Đồ án kỹ thuật hệ thống 2 ứng dụng mô phỏng đánh giá và cải tiến dây chuyền sản xuất công ty may Sài Gòn
Tóm tắt: Nghiên cứu tiến hành trên chuyền ráp thuộc line 6 của dây chuyền sản xuất của
sản phẩm áo sơ mi nam sọc 1718- Game Guard Nhằm cải tiến năng lực sản xuất chocông ty
Sử dụng phần mềm Arena để mô phỏng quy trình sản xuất của chuyền hiện tại vàsau khi cải tiến Ấp dụng các công cụ đã học để cải thiện chuyền sản xuất
1.5 Cấu trúc đồ án
Bố cục đề tài thiết kế mô hình mô phỏng gồm 6 chương được trình bày với cấu trúc:
Chương 1: Giới thiệu
Đặt vấn đề, mục tiêu, nội dung, giới hạn và tổng quan cấu trúc đồ án
Trang 19Giới thiệu các cơ sở lý thuyết có liên quan, được sử dụng trong nghiên cứu, quytrình các bước thực hiện đồ án và phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Mô hình hóa và thu thập số liệu
Tìm hiểu tổng quan công ty TNHH Thái Sơn S.P
Xác định những dữ liệu sơ bộ cần thu thập và một số thông số sản phẩm, máy móc.Thu thập dữ liệu thời gian liên quan đến quá trình sản xuất tại các trạm làm việc và các sốliệu cần để xây dựng mô hình mô phỏng
Xây dựng mô hình logic để tiến hành mô phỏng Chọn lọc, khử nhiễu, fit phân bốcho các bộ số liệu thời gian làm việc tại các trạm
Mô hình hóa quy trình sản xuất dây thừng
Chương 4: Mô phỏng hiện trạng
Mô phỏng lại hiện trạng sản xuất dây thừng tại xưởng 2
Kiểm định tính đúng và tính giá trị của mô hình
Đưa ra đánh giá hiện trạng và xác định vấn đề mà xưởng đang gặp phải
Chương 5: Cải tiến
Đưa ra phương án cải tiến
Sử dụng mô phỏng Arena để kiểm tra tính khả thi của phương án cải tiến
Trang 20CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN
Chương này sẽ trình bày những nguyên tắc lý thuyết và mô hình đáng tin cậy được
áp dụng trong quá trình nghiên cứu, các lý thuyết được tham khảo từ các sách giáo khoa,tài liệu giảng dạy của giảng viên, luận văn tốt nghiệp được bảo vệ
2.1 Cơ sở lý thuyết
Mô hình hóa
a Một số định nghĩa cơ bản
Đối tượng (Object) là tất cả những sự vật, sự kiện mà hoạt động của con người có liên
quan tới và cần nghiên cứu nó
Hệ thống (System) là tập hợp các đối tượng, sự kiện (con người, máy móc) mà giữa
chúng nó mối quan hệ nhất định
Trạng thái hệ thống (State of System) là tập hợp các biến số, tham số dùng để mô tả
hệ thống tại một thời điểm và điều kiện nhất định
Mô hình (Model) là một sơ đồ phản ánh đối tượng hoặc hệ thống Nói cách khác mô
hình là đối tượng thay thế của đối tượng thực tế để nghiên cứu về đối tượng thực tế
Mô hình hóa (Modeling) là thay thế đối tượng thực tế bằng một mô hình nhằm thu
thập các thông tin về đối tượng bằng cách tiến hành các thực nghiệm tính toán trên
mô hình Nếu các quá trình xảy ra trong mô hình đồng nhất theo các chỉ tiêu địnhtrước với các quá trình đói tượng thực tế thì mô hình được xem là đồng nhất với đốitượng Chỉ có thể xây dựng các mô hình gần đúng với đối tượng thực tế mà thôi
b Thu thập thông tin về hệ thống
Thu thập thông tin và hiểu rõ về hệ thống để có thể xây dựng mô hình nguyên lý sau
đó xây dựng mô hình logic
Một hệ thống gồm nhiều phần tử gọi là thực thể (Entity), mỗi thực thể có các thuộc
tính (Attribute).
Một quá trình gây ra thay đổi trong hệ thống gọi là hoạt động (Activity).
Một tác động làm thay đổi trạng thái của hệ thống gọi là một sự kiện (Event).
Trang 21 Tập hợp các biến phản ánh trạng thái của hệ thống tại một thời điểm gọi là biến trạng
thái (State variable)
Ví dụ:
Bảng 2.1: Ví dụ về phân tích hệ thống
Hệ thống Thực thể Thuộc tính Hoạt động Sự kiện Biến trạng thái
Giao thông Xe buýt Tốc độ
Khoảng cách
Lái xe Xe đến bến Số khách chờ
ở bếnNgân hàng Khách hàng Kiểm tra tài
khoản
Rút tiềnGửi tiền
Khách hàngđến
Số nhân viênphục vụThông tin
mua sắm
Trả tiền Khách hàng
đến siêu thị
Số nhân viêntính tiềnTrạm lắp
Nhân viên tính tiềnđang bận hay rảnh
Trang 22B3: Xây dựng mô hình Logic
Hình 2.2: Mô hình logic Single Server
B4: Từ mô hình Logic => Coding
B5: Dùng phần mềm mô phỏng hoặc Ngôn ngữ lập trình để mô phỏng
Mô phỏng
a Khái niệm mô phỏng
Mô phỏng là quá trình xây dựng mô hình toán học của hệ thống thực và sau đótiến hành tính toán thực nghiệm trên mô hình để mô tả, giải thích và dự đoán hành vi của
hệ thống thực Kỹ thuật mô phỏng được sử dụng khi việc mô hình hóa các hệ thống thựcbằng các phương pháp giải tích gặp khó khăn hay khi không thể mô hình hoá được đầy
đủ các yếu tố ngẫu nhiên của hệ thống
b Mô hình mô phỏng
Phân loại mô phỏng:
Trang 23- Tĩnh hay động (Static vs Dynamic).
- Liên tục hay rời rạc (Continuous-change vs Discrete-change)
- Bất định hay ngẫu nhiên (Deterministic vs Stochastic)
Các thành phần của một mô hình mô phỏng
- Thực thể (Entities):
o Thực thể di chuyển trong hệ thống, thay đổi trạng thái, ảnh hưởng đến và bịảnh hưởng bởi các thực thể khác
o Thường đại diện cho thực thể trong thực tế – ví dụ: thực thể là chi tiết
o Có thể phát sinh các thực thể “ảo”, mô hình sẽ “xử lý” các sự kiện này –
Hư hỏng máy móc thiết bị, …
o Có thể cùng tồn tại nhiều loại thực thể khác nhau trong hệ thống
o Thông thường, cần xác định các loại thực thể trước khi xây dựng mô hình
- Biến toàn cục (Global Variables):
o Thể hiện một tính chất cho toàn mô hình, không dùng riêng cho bất kỳ thựcthể nào
o Được sử dụng cho nhiều trường hợp như: – Thời gian di chuyển giữa các
Trang 24o Một loại nguồn lực có thể có nhiều nguồn lực (units of capacity) – Ghế ở 1cái bàn trong nhà hàng – Người bán vé ở rạp chiếu phim – …
o Nguồn lực (số lượng) có thể thay đổi trong quá trình mô phỏng
o Biến dùng để xem xét cái gì đang diễn ra
o Tùy thuộc vào thông số đầu ra mong đợi
c Các bư興c thực hiện mô phỏng
Bước 1: Xây dựng mục tiêu mô phỏng và kế hoạch nghiên cứu
Điều quan trọng trước tiên là phải xác định rõ mục tiêu nghiên cứu mô phỏng.Mục tiêu đó được thể hiện bằng các chỉ tiêu đánh giá, bằng hệ thống câu hỏi cần được trảlời
Bước 2: Thu thập số liệu và định nghĩa mô hình: Thu thập những thông tin và dữliệu cần thiết của hệ thống (nếu tồn tại) dùng để xác định trình tự vận hành và phân bốxác suất các biến trong mô hình
Bước 3: Xác định giá trị của mô hình
Bước 4: Xây dựng chương trình máy tính và kiểm tra: Sử dụng ARENA
Bước 5: Thử nghiệm: Thực hiện chạy mô phỏng mô hình đã được xác định giá trịtrên để kiểm chứng giá trị của chương trình trong bước kế tiếp
Bước 6: Xác định giá trị của mô hình máy tính : Kiểm tra độ nhạy đầu ra của môhình trong khi có sự thay đổi nhỏ của một thông số đầu vào
Bước 7: Thiết kế thực nghiệm: Thiết kế những thay đổi của mô hình mô phỏng
Trang 25Bước 8: Thực hiện mô phỏng: Cung cấp những dữ liệu trình bày những thiết kế hệthống được quan tâm.
Bước 9: Phân tích kết quả mô phỏng, xây dựng một khoảng tin cậy cho một thông
số trình bày một thiết kế hệ thống cụ thể
Bước 10: Lưu trữ và ứng dụng kết quả
d Mô phỏng trên Arena
Lý do chọn phần mềm ARENA
Trước tiên, Arena là phần mềm mô phỏng mạnh hiện nay Phần mềm này khôngnhững chỉ ra các bảng báo cáo kết qủa như các phần mềm mô phỏng khác mà còn thểhiện được những hình ảnh sinh động phản ánh được hiện thực Từ sự phản ánh đó nhàthiết kế sẽ nhận xét và phân tích kết quả ngay trên máy tính rất đơn giản
Mặt khác, đây là phần mềm dễ sử dụng, là công cụ mạnh mẽ cho phép khởi tạo vàthực nghiệm các mô hình của hệ thống nhằm tiết kiệm chi phí và thời gian Như vậy kếtquả sẽ ước lượng được độ hữu dụng của hệ thống Đồng thời Arena còn cho phép đưa racác tình huống phức tạp vào mô hình để phân tích và dự báo kết quả
Hơn nữa bằng các thử nghiệm trên máy tính như khi giả sử các yếu tố đầu vào của
mô hình như thế nào thì chúng ta dự báo được kết quả tương ứng rất đáng tin cậy
Arena có 1 ưu điểm mà hầu hết mọi người quan tâm đó là bất cứ môi trường kinhdoanh nào (sản xuất và dịch vụ) nếu dùng mô phỏng Arena để tiên đoán những điều sẽ
Trang 26hiện hoạt động kinh doanh, mang lại hiệu quả bất cứ tình huống nào trong một môi trường kinh doanh điều kiện khác nhau.
Với phần mềm mô phỏng arena, bạn có thể tạo ra các mô hình mô phỏng quy trình sản xuất, hệ thống hậu cần, mạng lưới giao thông Arena là một công cụ mô phỏng với khả năng ứng dụng không giới hạn.
Thực hiện mô phỏng trên Arena
Các bước thực hiện xây dựng mô hình và mô phỏng trên Arena của một hệ thốngmáy chủ đơn
Bư興c 1: Xác định từng mô-đun dữ liệu
- Mô đun thực thể:
Ví dụ: Trong mô đun “Entity” của bảng “Basic process” Nhập loại thực thể, ởđây là “Job”
- Mô-đun tài nguyên:
Trong mô-đun “Resource” Nhập tên với máy “Machine”
Bư興c 2: Xây dựng mô hình sơ đồ
Trong hệ thống máy chủ đơn, đầu tiên thực thể/ công việc đi vào hệ thống và chờtrong hàng đợi ( Mô đun Create 1) Công việc sẽ được xử lý bởi máy khi máy rỗi ( Mođun Process 1) Công việc được xử lý sẽ rời khỏi hệ thống (Mo đun Dispose 1)
Trang 27Hình 2.3: Xây dựng mô hình sơ đồ ARENA
Bư興c 3: Xác định từng mô-đun sơ đồ
- Nhấp đúp vào mô-đun “Create 1” để mở hộp thoại để chỉnh sửa các thuộc tính(Tên, giá trị, thời gian giữa các lần đến, đơn vị…) của nó
- Tương tự cho những mô-đun còn lại
Bư興c 4: Chạy mô phỏng v興i Arena
- Đặt điều kiện chạy: Trước khi chạy mô hình, cần chỉ định:
o Các điều kiện chạy bao gồm thông tin dự án (Tiêu đề dự án, tên nhà phântích, mô tả dự án )
Trang 28Hình 2.4: Setup điều kiện chạy cho mô hình mô phỏng
o Thời gian chạy mô phỏng (chỉ định số lần mô phỏng chạy ví dụ là 1, thờigian mỗi lần mô phỏng chạy ví dụ là 8 và đơn vị thời gian là giờ…)
Hình 2.5: Setup thời gian mô phỏng cho mô hình
- Chạy mô phỏng:
Trang 29Khi mô phỏng bắt đầu chạy, một số hình ảnh động sẽ được hiển thị khi quá trình môphỏng diễn ra (hình)
Hình 2.6: Animation của mô hình mô phỏng
Các thực thể là các hình hộp di chuyển từ mô đun này sang mô đun khác Bên dướimỗi mô-đun, số lượng thực thể được tạo, đang xử lý và đã xử lý được hiển thị Tronghình này, có bốn thực thể trong mô-đun Process, trong số đó, một thực thể đang được xử
lý và ba thực thể đang chờ ở hàng đợi
Bư興c 5: Xem xét các báo cáo đầu ra
Khi kết thúc quá trình chạy mô phỏng, một hộp thông báo sẽ hiển thị các báo cáo
Trang 30 Xác định thời gian warm up
Vào khoảng thời gian đầu, mô hình chạy không ổn định nên sử dụng kết quả môphỏng sẽ không chính xác, ta cần xác định thời gian Warm up là thời gian hệ thống bắtđầu hoạt động ổn định
Trang 31Khi bắt đầu mô phỏng, các thực thể sẽ chạy qua các process và thời gian mô phỏngbắt đầu được tính Ở đây, nếu đặt module Record để ghi nhận năng suất tại một trạm nênlúc đầu, khi các thực thể chưa chạy đến trạm thì các số liệu ban đầu sẽ được ghi nhận là 0chi tiết/đơn vị thời gian Các biến này góp phần làm sai lệch kết quả thống kê.
Việc xác định warm-up đảm bảo các thực thể đầu tiên đều đi qua hết các processtrong hệ thống Khi hệ thống bắt đầu hoạt động với các thông số ổn định , module Recordbắt đầu ghi nhận và thống kê số liệu
Sử dụng khối Statistic của Advanced Process để tính khoảng thời gian giữa hai lầnsản phẩm hoàn thành (CT), chọn Time Persistent và lưu file dưới dạng *.dat - Thực hiệnkhai báo Run/Setup/Replication Parameters với số lần lặp ≥ 5 Vì Arena xác định thờigian Warm up dựa theo phương pháp Welch
Ví dụ dựa trên đồ án mô phỏng học kỳ 172 của nhóm sinh viên khóa 2015:
Hình 2.8 Khai báo
Trang 32Hình 2.9: Khai báo thông số chạy Warm-up
Sau khi chạy mô phỏng, sử dụng Output Analyzer để vẽ đồ thị chênh lệch giữa cácthời gian sản phẩm hoàn thành
Trang 33Hình 2.10: Tìm thời gian warm up bằng Output Analyzer
Trang 34Do đầu ra của mô hình mô phỏng là ngẫu nhiên, nên việc chạy mô phỏng 1 lần thìkết quả sẽ không là tiêu biểu và không có ý nghĩa đại diện Vì vậy, ta phải chạy mô hìnhvới số lần lặp nhất định.
Và độ chính xác của mô hình càng cao khi số lần lặp càng lớn, nên tùy vào điều kiện
và chi phí mô phỏng mà mỗi mô hình sẽ có số lần lập cụ thể tương ứng
Cách xác định số lần lặp
Bước 1: Xác định số lần lặp đầu tiên
- Bước đầu chạy một số lượng nhỏ của lần lặp Một số phổ biến của lần lặp ban đầu là
10 Điều này cung cấp đủ số lần lặp để có sự tự tin thống kê hợp lý, sau đó thêm sốlần lặp lớn hơn
Bước 2: Tìm giá trị trung bình và sai số chuẩn đối với số lần lặp này
- Chọn mức sai số phù hợp, chấp nhận được và tính toàn số lần lặp cần phải chạy
- Công thức tính sai số chuẩn (half-width)
- Công thức tính n (số lần lặp):
S là độ lệch chuẩn của mẫu từ số lần lặp ban đầu n0
- Công thức khác tính n:
Trong đó: n0 là số lần lặp ban đầu
h là sai số chuẩn ứng với n
Trang 35 Giải thích các khái niệm
Số lần lặp là tham số quan trọng của phân tích đầu ra liên quan đến ước lượng
khoảng tin cậy
Thời gian mô phỏng là thời gian chạy mô phỏng cho mỗi quy trình
Bước 2: Xác định vấn đề nghiên cứu
Bước 3: Tiến hành lấy mẫu số liệu: Xác định cỡ mẫu; phân tích và xác định loạiphân bố; thời gian gia công
Bước 4: Mô phỏng thử nghiệm với số liệu ở mẫu thử: Nếu kết quả phù hợp vớithực tế sản xuất: Tiếp tục sang bước 5; Nếu kết quả không phù hợp: Kiểm tra, thu thập lại
Trang 36Hình 2.12: Quy trình thực hiện
Trang 37CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA, THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU
Chương 3 sẽ tìm hiểu tổng quan công ty TNHH Thái Sơn S.P, thu thập các dữ liệucần thiết về quy trình sản xuất, các thông số của sản phẩm, máy móc Xây dựng sơ đồlogic của sản phẩm Sau đó sẽ tiến hành phân tích dữ liệu, chọn lọc, khử nhiễu, fit phân
bố để mô hình hóa quy trình
3.1 Tổng quan công ty
Gi興i thiệu chung
Công ty TNHH Thái Sơn S.P (có tên tiếng anh là Thai Son S.P Limited Company)
là một nhà máy may sản xuất hàng may mặc nam, nữ và trẻ em bằng vải dệt kim có trụ sởtại thành phố Hồ Chí Minh được thành lập vào năm 1989
Logo công
ty:
Hình 3.1: Logo công ty Thái Sơn
Ngành nghề kinh doanh: sản xuất, mua bán hàng may thêu, vải sợi (trừ tẩy
nhuộm), in bao bì, chuyên sản xuất hàng dệt kim
Sản phẩm của công ty
Trang 38Fashion, Aloha Fancy, Aloha Kids, Aloha Smart phù hợp với các nhóm đối tượng và lứatuổi khác nhau từ trẻ em, thanh thiếu niên, trung niên.
Thương hiệu thời trang Vietclio cũng là một trong hai thương hiệu thời trang của
công ty TNHH Thái Sơn Thương hiệu này dành riêng cho giới trẻ cả nam và nữ, thươnghiệu này thiết kế theo xu hướng thời trang đường phố dành cho giới trẻ
3.2 Mô hình hóa
Gi興i thiệu sản phẩm
Dòng sản phẩm được chọn để thực hiện mô phỏng là dòng sản phẩm có thể thuthập các thông tin mô phỏng, và thời gian đủ lâu để thu thập dữ liêu Một vài thông tin cụthể của sản phẩm được lựa chọn:
Tên sản phẩm: áo thun nam (Mã hàng: $18ADETSM06)
Hình 3.2: Sản phẩm áo thun nam $18ADETSM06
Thông tin chuyền sản xuất:
- Nhân lực: 21 người
- Số lượng máy: 20 máy
- Số lượng sản xuất: 16 000 sản phẩm
Trang 39Mặt bằng sơ bộ
a Mặt bằng xưởng sản xuất
Mặt bằng sản xuất tại xưởng thể hiện vị trí của các chuyền may cũng như các khuvực gia công liên quan khác Quy trình để hoàn thành 1 sản phẩm trải dài từ khâu cắt vảiđến khi đóng thùng cho vào kho thành phẩm Nhóm thực hiện nghiên cứu trực tiếp quytrình sản xuất cũng như các thông số vận hành khác đối với chuyền may số 2 Mặt bằngxưởng may được bố trí như trong hình dưới đây:
Trang 40Mặt bằng sơ bộ thể hiện vị trí máy móc và công đoạn tương ứng trong chuyền may
số 2, thể hiện ở hình dưới đây
Hình 3.4: Mặt bằng chuyền may số 2