Nghiên cứu phương pháp cân bằng dây chuyền may sản phẩm t shirt trong sản xuất công nghiệp

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

Khái quát chung về vải dệt kim và sản phẩm T-Shirt

Khái niệm về vải dệt kim [1], [5], [8]

Vải dệt kim được hình thành từ việc liên kết các vòng sợi theo một quy luật nhất định, mang lại cho nó những đặc tính nổi bật như tính đàn hồi, xốp và thoáng khí Những đặc điểm này khiến vải dệt kim khác biệt rõ rệt so với vải dệt thoi và vải không dệt.

Vòng sợi là đơn vị cấu trúc nhỏ nhất của vải dệt kim, có dạng đường cong không gian Nó được chia thành ba phần chính: cung kim 1 và hai trụ vòng.

Cung platin, hay còn gọi là chân vòng 3, có thể được chia thành hai dạng: vòng kín và vòng hở Vòng kín là khi hai chân vòng được thắt chặt hoặc vắt chéo qua nhau, trong khi vòng hở không có sự thắt chặt và cũng không vắt chéo Ngoài ra, vòng sợi còn có thể được phân loại thành vòng dệt phải và vòng dệt trái Trong vòng dệt phải, các trụ vòng che khuất cung kim của vòng sợi trước, còn ở vòng dệt trái, các cung vòng (cung kim và cung platin) lại che khuất các trụ vòng.

Vải dệt kim được cấu tạo từ các hàng ngang gọi là hàng vòng và cột dọc gọi là cột vòng Cấu trúc vòng sợi này mang lại tính đàn hồi và xốp cho vải, tạo ra những đặc điểm kỹ thuật khác biệt so với vải dệt thoi.

Trong vải dệt thoi, sợi luôn thẳng và chạy song song theo hai chiều dọc hoặc ngang Ngược lại, vải dệt kim có sợi được uốn cong, tạo thành các hình dạng khác nhau.

Ba vòng đối xứng trên và dưới có khả năng kéo dài theo nhiều hướng khác nhau, tạo ra sự đàn hồi vượt trội cho các loại vải dệt kim so với vải dệt thoi.

Vải dệt kim phát triển nhanh chóng trong ngành may mặc nhờ tính đàn hồi và khả năng kéo giãn cao, phù hợp với chuyển động của người mặc, đặc biệt là trong các sản phẩm như tất, hàng thun và áo quần bó sát So với vải dệt thoi, vốn chỉ có thể kéo căng hạn chế, vải dệt kim, với tính đàn hồi vượt trội, trở thành lựa chọn lý tưởng cho các kiểu thời trang dành cho phụ nữ và trẻ em Do đó, nhu cầu tiêu thụ vải dệt kim ngày càng tăng, chiếm tỷ trọng lớn hơn so với vải dệt thoi trong cuộc sống hiện đại.

Vải dệt kim được hình thành từ việc các vòng sợi liên kết hai chiều, thường theo hướng dọc và ngang hoặc chéo Trong liên kết chéo, vòng sợi của hàng này có thể kết nối với vòng sợi của hàng trên hoặc dưới Dựa vào hướng liên kết của các vòng sợi, vải dệt kim được phân loại thành hai nhóm lớn.

1 Vải dệt kim đan ngang Ở nhóm vải này, các vòng sợi được liên kết liền với nhau theo hướng ngang Mỗi hàng vòng thường do một sợi tạo thành, các vòng sợi trong một hàng vòng được tạo thành nói tiếp nhau trong quá trình dệt

2 Vải dệt kim đan dọc Ở nhóm vải này, các vòng sợi có thể được liên kết liền với nhau theo hướng chéo hoặc hướng dọc Mỗi hàng vòng được tạo thành bằng một hoặc nhiều hệ sợi, trong đó mỗi sợi thường chỉ tạo ra một vòng sợi của hàng vòng Tất cả các vòng sợi của một hàng vòng đều đồng loạt được tạo thành trong quá trình dệt Các loại vải dệt kim được dệt trên các máy một giường kim, có hai mặt vải khác nhau được gọi là vải một mặt phải hay vải đơn

Hình 1.6 Vải một mặt phải [1]

Vải hai mặt, được dệt trên máy hai giường kim, có hai mặt vải tương tự nhau, được phân loại thành vải hai mặt phải và vải hai mặt trái.

Hình 1.7 Vải hai mặt phải [1]

Hình 1.8 Vải hai mặt trái [1]

Các quy luật liên kết của các vòng sợi cho phép tạo ra nhiều kiểu dệt cơ bản và dẫn xuất Sự kết hợp này, cùng với việc biến dạng các vòng sợi, tạo ra những sản phẩm dệt độc đáo và phong phú.

Có năm dạng biến thể của vòng sợi, bao gồm việc sử dụng các sợi màu, chi số và vật liệu khác nhau Bằng cách kết hợp các sợi phụ, người dệt có thể tạo ra nhiều kiểu dệt hoa đa dạng và phong phú.

Tính chất của vải dệt kim [5] a) Hình học vải dệt kim

Các thông số hình học quan trọng nhất của vải dệt kim bao gồm:

Bước cột vòng A là kỹ thuật quan trọng trong việc đan vải, trong đó chiều rộng của bước cột vòng phải tương ứng với chiều rộng của vòng sợi trên mặt phải của vải đan ngang Đối với vải đan ngang hai mặt phải, thông số này được phân chia thành bước cột vòng phải và bước cột vòng trái, giúp tạo ra sự đồng nhất và tính thẩm mỹ cho sản phẩm.

Mặc dù không hoàn toàn chính xác, chiều cao vòng sợi thường được hiểu là bước hàng vòng Trong một số cấu trúc vải, đặc biệt là những cấu trúc dệt thiếu vòng sợi, việc định nghĩa thông số này trở nên rất khó khăn.

Hình 1.9 Hình biểu diễn bước cột vòng A và bước hàng vòng B

Khái quát chung về cân bằng dây chuyền

Giới thiệu chung về dây chuyền may

Ngành dệt may đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, với ngành may mặc là một phần thiết yếu trong chuỗi cung ứng Quá trình sản xuất hàng may mặc được chia thành bốn giai đoạn chính: thiết kế, cắt vải, may và ủi/đóng gói Trong đó, giai đoạn may là quan trọng nhất, bao gồm nhiều thao tác phức tạp Dây chuyền may được tổ chức thành các chỗ làm việc, nơi thực hiện các nhiệm vụ theo trình tự cụ thể Các nhiệm vụ này được phân bổ cho công nhân dựa trên kỹ năng lao động của họ, tạo thành một dây chuyền may hiệu quả.

Dưới đây là quy trình sản xuất hàng may mặc:

Hình 1.10 Quy trình sản xuất hàng may mặc [9]

Khái niệm về cân bằng chuyền

Trong ngành công nghiệp may, mục tiêu hàng đầu của các nhà sản xuất là rút ngắn thời gian chu kỳ sản xuất và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng máy móc cũng như lao động để giảm chi phí Một trong những nhiệm vụ quan trọng trong quá trình này là cân bằng dây chuyền, giúp phân bổ đều phụ tải giữa các công đoạn sản xuất, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng lao động và cải thiện năng suất.

Thiết kế/Tạo mẫu quần áo

Cắt vải May Là/Đóng gói

16 động của doanh nghiệp và tăng khả năng cạnh tranh [9]

Dây chuyền lắp ráp là nơi ghép nối các bộ phận và thành phần của sản phẩm, với đặc điểm chính là chuyển giao khối công việc giữa các trạm Cân bằng dây chuyền lắp ráp là hoạt động quan trọng giúp giảm thiểu thời gian lãng phí trong quá trình sản xuất, đảm bảo phân bổ đồng đều khối công việc cho các nguyên công.

Cân bằng dây chuyền sản xuất là kỹ thuật quan trọng giúp phân bổ khối lượng công việc đồng đều cho các nguyên công trong quá trình sản xuất Mục tiêu của kỹ thuật này là loại bỏ tình trạng quá tải ở một số nguyên công, từ đó ngăn chặn sự đình trệ và ùn tắc trong sản xuất Đồng thời, nó cũng giảm thiểu tình trạng nguyên công non tải, góp phần tối ưu hóa hiệu suất lao động trên dây chuyền.

Mục tiêu và vai trò của cân bằng chuyền trong sản xuất dệt may

Cân bằng dây chuyền lắp ráp là quá trình phân công nhiệm vụ cho các nguyên công khác nhau, nhằm duy trì mối quan hệ ưu tiên và tối ưu hóa các phép đo hiệu quả Mục tiêu chính là phân phối đồng đều các nhiệm vụ trên các vị trí làm việc, giảm thiểu thời gian chờ của máy móc và công nhân Chu kỳ thời gian, thời gian cần thiết để hoàn thành một sản phẩm trước khi chuyển sang giai đoạn sản xuất tiếp theo, là dữ liệu quan trọng trong việc cân bằng dây chuyền sản xuất.

Ngoài ra cân bằng chuyền còn có mục tiêu:

- Tăng năng của suất lao động, tăng sản lượng ra chuyền

- Giảm thiểu chi phí lao động nhờ giảm thiểu thời gian lãng phí trên chuyền

- Chuyên môn hóa công việc tại các chỗ làm việc

- Đường đi của bán thành phẩm ngắn nhất và theo hành trình công nghệ

- Sử dụng hợp lý tay nghề của người lao động

Cân bằng dây chuyền lắp ráp là yếu tố quan trọng đối với các công ty may mặc, đặc biệt khi quy trình sản xuất quần áo ngày càng phức tạp Một dây chuyền lắp ráp được cân bằng hiệu quả giúp tối ưu hóa thời gian sản xuất, giảm thiểu sử dụng máy móc, vật liệu và lao động, từ đó nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.

Cân bằng chuyền sản xuất quyết định đến năng suất và sản lượng của dây chuyền may, đồng thời giúp giảm thời gian lãng phí của công nhân và tối ưu hóa số lượng máy móc cũng như lộ trình di chuyển của nguyên liệu Điều này cho thấy rằng cân bằng chuyền có ảnh hưởng lớn đến lợi nhuận và uy tín của doanh nghiệp, do đó, các công ty luôn tìm kiếm biện pháp cân bằng chuyền hợp lý nhất cho sản phẩm may mặc của mình.

Một số yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng chuyền may

Con người a) Công tác quản lý của Ban lãnh đạo các doanh nghiệp may

Công tác cân bằng chuyền phụ thuộc lớn vào sự nhận thức và tầm nhìn của các nhà quản lý cấp cao trong công ty Để thành công trong việc thực hiện cân bằng chuyền, các nhà lãnh đạo cần hiểu rõ lợi ích lâu dài và tác động tích cực của nó đối với năng suất sản xuất Nhiều công ty đã áp dụng cân bằng chuyền nhưng không duy trì được do tầm nhìn hạn hẹp và thực hiện thiếu đồng bộ, dẫn đến thất bại Do đó, trình độ và năng lực của cán bộ quản lý chuyền may là yếu tố quyết định cho sự thành công của công tác này.

- Vấn đề trở ngại tiếp theo chính là sự thiếu đồng nhất về trình độ quản lý các

Năng lực của các nhà quản lý cấp dưới có ảnh hưởng lớn đến chất lượng cân bằng chuyền, vì họ là người trực tiếp làm việc với công nhân Nếu không nhận thức đúng đắn về chiến lược công ty, họ sẽ không thể động viên và thuyết phục công nhân, cũng như hỗ trợ các kỹ thuật viên Điều này có thể do họ chỉ nhìn vào kết quả ngắn hạn mà không thấy được lợi ích lâu dài, hoặc vì không muốn tăng gánh nặng công việc cho bản thân, dẫn đến việc không theo dõi sát sao và không quyết tâm giải quyết các sự cố trong quá trình cân bằng chuyền.

Tâm lý đề cao kinh nghiệm cá nhân trong quản lý cấp dưới là phổ biến, đặc biệt trong ngành may mặc, nơi mà các tổ trưởng thường là những công nhân có nhiều năm kinh nghiệm Tuy nhiên, trình độ của họ thường chưa cao do thiếu các khóa đào tạo chính quy, dẫn đến việc họ có xu hướng phản đối hoặc thực hiện các kỹ thuật và công nghệ mới một cách miễn cưỡng Điều này gây ảnh hưởng lớn đến công tác cân bằng chuyền và hiệu quả làm việc của công nhân.

Trong những năm gần đây, tình trạng thiếu hụt lao động tại các doanh nghiệp ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt trong ngành may, nơi nguồn nhân lực thường xuyên biến động Sự không ổn định của nguồn nhân lực này không chỉ ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm mà còn gây ra lãng phí lớn cho cả doanh nghiệp và người lao động.

Công tác cân bằng chuyền chủ yếu dựa vào lao động của công nhân, những người trực tiếp tham gia sản xuất Tuy nhiên, họ thường phản đối quá trình này vì cảm thấy bị gián đoạn công việc, ảnh hưởng đến năng suất và tiền lương Khi được yêu cầu hỗ trợ các công đoạn khác, họ có thể hiểu lầm rằng mình bị ép buộc lao động Do đó, cán bộ quản lý cần giải thích rõ ràng cho công nhân về ý nghĩa và hiệu quả của công tác cân bằng để họ có thể hợp tác tốt hơn.

19 mà công tác cân bằng chuyền sẽ đem lại, để có thể nhận được sự hợp tác cao nhất của công nhân

Quy mô sản xuất là khả năng thực hiện quy trình sản xuất của doanh nghiệp, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo lợi ích kinh tế Khi xem xét việc cân bằng chuyền, quy mô sản xuất của xí nghiệp thường được coi là yếu tố quyết định.

Các xí nghiệp nhỏ thường gặp khó khăn trong việc cân bằng chuyền may do số lượng chuyền chưa nhiều và tay nghề công nhân chưa cao Họ chủ yếu nhận các đơn hàng nhỏ và trung bình, dẫn đến việc không đủ nhân lực và thời gian để hỗ trợ các công đoạn sản xuất một cách hiệu quả.

Đối với các xí nghiệp lớn với nhiều chuyền may và cơ sở vật chất kỹ thuật tốt, việc chú trọng công tác cân bằng chuyền là rất quan trọng Những điều kiện thuận lợi này sẽ giúp tối đa hóa hiệu suất và nâng cao năng suất cho doanh nghiệp Việc bỏ qua cân bằng chuyền khi đã có nền tảng tốt sẽ dẫn đến sự lãng phí lớn.

Quy mô sản xuất phụ thuộc vào số lượng và chất lượng máy móc Việc thiếu máy có thể dẫn đến việc không đạt yêu cầu trong cân bằng chuyền Chất lượng máy cũng ảnh hưởng lớn đến năng suất; nếu máy hoạt động hiệu quả với tốc độ hợp lý, thời gian chết do sửa chữa hoặc chờ thay thế sẽ được giảm thiểu Tốc độ máy tốt còn góp phần nâng cao năng suất lao động của công nhân.

Người cán bộ cân bằng chuyền cần nghiên cứu kế hoạch sản xuất của chuyền may trước khi quyết định áp dụng phương pháp cân bằng chuyền.

Cân bằng chuyền chỉ nên áp dụng cho những chuyền sản xuất có kế hoạch sản xuất số lượng lớn và thời gian dài Đối với những mã hàng có kế hoạch sản xuất ngắn ngày và số lượng ít, phương pháp này không đảm bảo hiệu quả.

Thời gian cân bằng chuyền được thực hiện hiệu quả là yếu tố quan trọng giúp tăng năng suất đạt mức chuẩn Tuy nhiên, thời gian ứng dụng sau lần cân bằng đầu tiên thường ngắn, dẫn đến hiệu quả kinh tế không cao.

Việc cân bằng chuyền trong sản xuất may mặc trở nên khó khăn khi không có sự đồng nhất về mã hàng Điều này dẫn đến việc giải quyết nhiều vấn đề xen kẽ, khiến cho quá trình cân bằng chuyền không đạt hiệu quả cao và thường không thể thực hiện một cách triệt để.

Nghiên cứu về sản phẩm trên chuyền là yếu tố quan trọng để quyết định mức độ ứng dụng cân bằng chuyền Quyết định thực hiện cân bằng chuyền phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của doanh nghiệp, nhằm đảm bảo lợi ích kinh tế tối ưu.

Đối với các mã hàng có ít chi tiết và quy trình may đơn giản, việc khai thác hiệu quả của cân bằng chuyền trở nên dễ dàng hơn Sản phẩm với thiết kế chuyền và bố trí mặt bằng nhỏ gọn thường yêu cầu số lượng công nhân ít và các thao tác lao động đơn giản Do đó, việc tính toán các thông số cân bằng chuyền và điều động công nhân diễn ra thuận lợi, không gặp nhiều cản trở.

Tổng quan các công trình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài

Tác giả Hồ Quốc Dũng đã áp dụng phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí để tối ưu hóa dây chuyền may sản phẩm quần short Bài viết trình bày các bước của thuật toán RPW, giúp cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm thiểu thời gian thao tác.

Bước 1 Xây dựng sơ đồ ưu tiên

Bước 2 trong quá trình xác định trọng số RPW cho từng công đoạn trên sơ đồ ưu tiên bao gồm việc xác định các lộ trình từ công đoạn cần tính RPW đến công đoạn cuối cùng Để tính RPW, cần tổng hợp thời gian thực hiện của các công đoạn trên các lộ trình này, và RPW sẽ được xác định bằng tổng thời gian thực hiện của lộ trình có tổng thời gian lớn nhất.

Bước 3 là xếp hạng các công đoạn theo thứ tự giảm dần của chỉ số RPW, với công đoạn có RPW lớn nhất được xếp hạng đầu tiên.

Công đoạn bắt đầu là bước đầu tiên có thể thực hiện ngay mà không cần phụ thuộc vào bất kỳ công đoạn nào trước đó Để tiến hành, cần gán các công đoạn bắt đầu vào danh sách chuẩn bị gán và sắp xếp chúng theo thứ tự giảm dần của chỉ số RPW.

Bước 5 Lựa chọn công đoạn có RPW lớn nhất trong danh sách chuẩn bị gán

25 bố trí vào trạm làm việc

Bước 6 Kiểm tra tổng thời gian thực hiện các công đoạn tại trạm làm việc

(gọi tắt là thời gian làm việc của trạm)

Nếu thời gian làm việc của trạm nằm trong chu kỳ, hãy gán công đoạn này vào trạm làm việc và tiếp tục đến bước 7 để cập nhật danh sách chuẩn bị gán.

Nếu thời gian làm việc của trạm vượt quá chu kỳ c, hãy chọn công đoạn có RPW nhỏ hơn trong danh sách chuẩn bị gán và quay lại bước 6 Nếu tất cả các công đoạn trong danh sách chuẩn bị gán đều làm thời gian làm việc vượt quá chu kỳ, hãy kết thúc việc gán cho trạm này và chuyển sang gán công đoạn cho trạm làm việc tiếp theo.

Bước 7 Cập nhật lại danh sách chuẩn bị gán Việc cập nhật lại danh sách chuẩn bị gán bao gồm ba việc:

– Xóa công đoạn đã hoàn thành việc gán vào trạm làm việc ra khỏi danh sách chuẩn bị gán

Bổ sung các công đoạn cần thiết để đáp ứng các điều kiện ràng buộc trong sơ đồ ưu tiên Những công đoạn này có thể được thực hiện ngay sau khi hoàn tất các công đoạn đã bị xóa khỏi danh sách trong Bước 7.1.

– Sắp xếp lại danh sách chuẩn bị gán theo thứ tự giảm dần của RPW

Bước 8 Thực hiện lại Bước 5 cho đến khi công đoạn cuối cùng được gán vào các trạm làm việc

Nghiên cứu này đã phân chia quá trình may một chiếc quần short thành 73 công đoạn và áp dụng giải thuật RPW, đạt được hiệu suất chuyền LE = 84% và chỉ số trơn SI = 246,98 Kết quả này cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc bố trí chuyền so với các phương pháp thủ công dựa trên kinh nghiệm.

Tác giả Santosh T Ghutukade và cộng sự đã nghiên cứu áp dụng phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí (RPW) để tối ưu hóa dây chuyền sản xuất máy ép hạt điều với 15 nguyên công Nghiên cứu này trình bày các bước cụ thể liên quan đến phương pháp RPW nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất.

Bước 1: Xây dựng sơ đồ hành trình công nghệ

Đối với mỗi nguyên công, cần xác định trọng số vị trí, tương ứng với tổng thời gian của hành trình dài nhất từ nguyên công đó đến nguyên công cuối cùng.

Bước 3: Đánh giá trọng số vị trí của các nguyên công theo thứ tự giảm dần của chỉ số RPW

Bước 4: Sắp xếp các nguyên công tại chỗ làm việc bằng cách ưu tiên chọn nguyên công có RPW lớn nhất trước Tiếp tục lựa chọn các nguyên công tiếp theo sao cho không vi phạm nguyên tắc phối hợp về thời gian và đảm bảo tuân thủ hành trình công nghệ.

Bước 5: Lặp lại bước 4 cho đến khi tất cả các nguyên công được sắp xếp vào các chỗ làm việc

Sau khi áp dụng phương pháp trọng số vị trí, quy trình sản xuất máy ép hạt điều đã được tối ưu hóa qua 4 nguyên công, giúp giảm thiểu thời gian lắp ráp máy cuối cùng với nguồn nhân công hiện có.

Bài báo này trình bày việc áp dụng phương pháp RPW để phát triển và cân bằng dây chuyền lắp ráp, cho thấy rằng phương pháp này rất hữu ích khi dữ liệu có sẵn hạn chế Với sự hỗ trợ của RPW, việc đồng bộ hóa công việc tại các chỗ làm việc có thể được thực hiện, giúp giảm tắc nghẽn trong quá trình sản xuất Nghiên cứu đã xác định số lượng máy móc cần thiết và đề xuất các bố trí phù hợp Trước khi áp dụng RPW, tỷ lệ sản xuất là 26 máy/tháng, nhưng sau khi triển khai, tỷ lệ này đã tăng 38% lên 36 máy/tháng, chứng minh rằng phương pháp RPW hiệu quả với các dây chuyền lắp ráp có lượng nguyên công nhỏ.

Trong nghiên cứu của S H Eryuruk và các cộng sự, hai phương pháp cân bằng chuyền được áp dụng để giải quyết vấn đề cân bằng dây chuyền lắp ráp cho hai sản phẩm quần âu Phương pháp đầu tiên là “Phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí” do Helgeson và Birnie phát triển, và phương pháp thứ hai là “Phương pháp cân bằng chuyền xác suất” do El-Sayed và Boucher sáng tạo Mục đích của nghiên cứu này là tìm ra giải pháp hiệu quả cho việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.

27 nghiên cứu này là so sánh hiệu quả của hai phương pháp cân bằng chuyền

Phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí, được phát triển bởi Helgeson và Birnie vào năm 1961, xác định giá trị trọng số vị trí cho từng hoạt động bằng cách tính tổng thời gian của hoạt động và các thao tác sau đó, từ đó sắp xếp theo thứ tự giảm dần trọng số Các thao tác có trọng số lớn hơn sẽ được phân bổ trước mà không làm ảnh hưởng đến hành trình công nghệ Trong khi đó, phương pháp cân bằng chuyền xác suất sử dụng ma trận P (các nguyên công trước) và ma trận F (các nguyên công sau) để ưu tiên phân bổ các nguyên công có ma trận P (0 0 0) trước, đảm bảo không ảnh hưởng đến hành trình công nghệ và phân bổ đến ma trận P cuối cùng.

Kết luận chương 1

Ngành may mặc Việt Nam đang trên đà phát triển rất rộng mở, bên cạnh

Trong bối cảnh hiện nay, các doanh nghiệp đối mặt với 35 cơ hội song song cũng là thách thức lớn Đơn hàng ngày càng đa dạng, từ sản phẩm đơn giản đến phức tạp, với số lượng lớn và nhỏ, yêu cầu khách hàng về chất lượng cao, giá thành thấp và thời gian giao hàng ngắn Tuy nhiên, chi phí lao động tăng cao và cạnh tranh nguồn lao động với các ngành nghề khác dẫn đến tình trạng thiếu hụt Để duy trì cạnh tranh trong ngành dệt may, doanh nghiệp cần tìm biện pháp nâng cao chất lượng sản phẩm và năng suất lao động Hiện tại, nhiều doanh nghiệp may Việt Nam chưa có bộ phận nghiên cứu cân bằng chuyền trước khi sản xuất, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm kỹ thuật viên, dẫn đến lãng phí về máy móc, thời gian lao động và mặt bằng sản xuất do thiếu tính toán hợp lý.

Trong nghiên cứu luận văn cao học, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu phương pháp cân bằng chuyền may sản phẩm T-Shirt trong sản xuất công nghiệp” nhằm giải quyết vấn đề cân bằng chuyền tại các doanh nghiệp Luận văn tập trung vào việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền cho sản phẩm T-Shirt, từ đó xác định phương pháp tối ưu nhất Các doanh nghiệp có thể tham khảo lý thuyết về các phương pháp cân bằng chuyền trong luận văn để áp dụng vào sản phẩm của mình, qua đó nâng cao năng suất lao động và giảm thiểu lãng phí.

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Mục tiêu của nghiên cứu đó là:

- Đưa ra quy trình may sản phẩm áo T-shirt

- Áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền vào cân bằng chuyền may sản phẩm T-shirt

Đánh giá hiệu quả của việc cân bằng chuyền sản xuất T-Shirt dựa trên các chỉ tiêu đánh giá cụ thể, từ đó xác định phương pháp cân bằng chuyền hợp lý nhất trong các phương pháp đã được nghiên cứu trong luận văn.

Luận văn mang tên “Nghiên cứu phương pháp cân bằng dây chuyền may sản phẩm T-Shirt trong sản xuất công nghiệp” sẽ tập trung vào việc phân tích và áp dụng các phương pháp cân bằng dây chuyền nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất áo phông Nội dung nghiên cứu sẽ bao gồm các kỹ thuật cải tiến hiệu suất, giảm thiểu lãng phí và nâng cao năng suất lao động trong ngành may mặc.

- Tìm hiểu các phương pháp cân bằng chuyền may và các bước thực hiện

- Tìm hiểu thông tin về sản phẩm T-Shirt và quy trình may sản phẩm này trong công nghiệp

- Áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền tiến hành tính toán cân bằng dây chuyền may sản phẩm áo T-Shirt theo 5 phương pháp:

+ Phương pháp xếp hạng theo trọng số vị trí (RPW), phương pháp cân bằng xác suất (PLB)

+ Phương pháp cân bằng theo nguyên tắc thời gian gia công dài nhất (LTT) + Phương pháp cân bằng theo nguyên tắc công việc theo sau nhiều nhất (MFT)

Phương pháp cân bằng chuyền của Đại học Bách Khoa Hà Nội được thực hiện dựa trên thời gian định mức của các nguyên công công nghệ, nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả làm việc.

Đánh giá và so sánh hiệu quả cân bằng dây chuyền may của năm phương pháp dựa trên các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả Qua đó, xác định phương pháp tối ưu nhất cho việc cân bằng dây chuyền may, nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

37 phương pháp cân bằng chuyền hợp lý với sản phẩm T-Shirt và sơ đồ bố trí mặt bằng dây chuyền tương ứng.

Đối tượng nghiên cứu

Mô tả sản phẩm áo T-Shirt cơ bản

Áo T-Shirt nam ngắn tay cơ bản có dáng nửa bó sát, được thiết kế với túi ốp ngực, cổ bọc viền và gấu tay cùng gấu áo gập chần 2 kim Sản phẩm có tà xỏa 2 bên gấu, mang lại phong cách hiện đại và thoải mái Chất liệu vải Single Jersey với thành phần 85% Polyester và 15% Spandex, khối lượng 180g/m² và chỉ số sợi vải 40/2, giúp áo co giãn 4 chiều, phù hợp cho nhiều hoạt động.

Hình 2.1 minh họa đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm áo T-Shirt, trong đó đối tượng nghiên cứu được áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền để phân tích và cải thiện chất lượng sản phẩm.

Sản phẩm được lựa chọn là áo T-Shirt cơ bản, với sản lượng lớn khoảng 50.000 sản phẩm cho mỗi đơn hàng sản xuất tại Việt Nam Sản phẩm này có thiết kế đơn giản, dễ gia công, rất thuận lợi cho việc áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền trong thực tế sản xuất.

Việc lựa chọn đối tượng áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền cần dựa vào nghiên cứu sản phẩm may, quy trình may và thời gian định mức Sản phẩm T-Shirt được xác định là sản phẩm lý tưởng để áp dụng nhiều phương pháp cân bằng chuyền Nếu đạt được kết quả cân bằng chuyền tốt từ sản phẩm này, các doanh nghiệp có thể dễ dàng áp dụng để cân bằng chuyền may cho các sản phẩm khác của mình.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết các phương pháp cân bằng chuyền và các chỉ tiêu đánh giá

Các phương pháp cân bằng dây chuyền

Dây chuyền sản xuất (AL) được Henry Ford giới thiệu vào đầu những năm 1900, nhằm tạo ra một phương pháp sản xuất hiệu quả và năng suất cao Cấu trúc của dây chuyền lắp ráp bao gồm một hệ thống NCSX được sắp xếp theo kiểu tuyến tính, trong đó mỗi công đoạn liên kết với một thiết bị xử lý vật liệu.

Quá trình chuyển động cơ bản của vật liệu trên dây chuyền lắp ráp bắt đầu khi một phần được đưa vào nguyên công đầu tiên với tốc độ xác định Nguyên công được hiểu là bất kỳ điểm nào trên dây chuyền lắp ráp, nơi một nhiệm vụ được thực hiện trên phần đó Các nhiệm vụ này có thể được thực hiện bởi máy móc, robot hoặc công nhân.

Thời gian định mức là khoảng thời gian cần thiết để hoàn thành một nhiệm vụ trong từng hoạt động Thời gian chu kỳ của dây chuyền lắp ráp được xác định dựa trên tỷ lệ sản xuất mong muốn, nhằm đảm bảo số lượng sản phẩm cuối cùng được sản xuất trong thời gian quy định.

Khi thiết kế dây chuyền lắp ráp, các quy tắc sau đây phải được áp dụng đối với nhóm các yếu tố công việc [15]:

1 Mối quan hệ ưu tiên

2 Số lượng các NCSX không được lớn hơn số lượng chỗ làm việc Số lượng NCSX tối thiểu là một

3 Thời gian chu kỳ lớn hơn hoặc bằng với thời gian tối đa của bất kỳ chỗ làm việc nào và thời gian của bất kỳ yếu tố công việc nào Thời gian của chỗ làm việc không nên quá thời gian chu kỳ

Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu một số các phương pháp cân bằng chuyền may tiêu biểu

 Phương pháp xếp hạng theo trọng số vị trí (Ranked Position Weight) [6],

Helgeson ve Birnie đã phát triển “Kỹ thuật xếp hạng theo trọng số vị trí”

Trong phương pháp này, "Giá trị trọng số vị trí xếp hạng" được xác định dựa trên tổng thời gian của nguyên công xác định và thời gian làm việc của các nguyên công khác không thể lắp ráp mà không tính đến nguyên công đã hoàn thành Khi xem xét thời gian chu kỳ và sơ đồ công nghệ ưu tiên, nguyên công có trọng số dao động lớn nhất sẽ được gán cho chỗ làm việc đầu tiên, trong khi các nguyên công khác được phân bổ cho các chỗ làm việc khác dựa trên giá trị trọng số vị trí xếp hạng của chúng.

Phương pháp RPW cho phép người dùng chỉ định chu kỳ thời gian và tính toán các nguyên công cần thiết cho dây chuyền sản xuất, điều mà các phương pháp cân bằng chuyền khác không thể thực hiện.

Các bước thực hiện của phương pháp RPW [6], [15]:

- Bước 1: Xây dựng sơ đồ hành trình công nghệ

Để xác định trọng số vị trí cho mỗi nguyên công, cần tính tổng thời gian của hành trình dài nhất từ nguyên công đó đến nguyên công cuối cùng.

- Bước 3: Đánh giá trọng số vị trí của các nguyên công theo thứ tự giảm dần của chỉ số RPW

Bước 4 trong quy trình là sắp xếp các nguyên công tại vị trí làm việc Đầu tiên, chọn nguyên công có RPW lớn nhất, sau đó tiếp tục lựa chọn các nguyên công tiếp theo, đảm bảo tuân thủ nguyên tắc của phương pháp cân bằng chuyền theo trọng số vị trí và không vi phạm hành trình công nghệ.

- Bước 5: Lặp lại bước 4 cho đến khi tất cả các nguyên công được sắp xếp vào các chỗ làm việc

 Phương pháp cân bằng xác suất (Probabilistics Line Balancing Technique) [6]

Dựa vào sơ đồ phân tích quy trình sản phẩm, phương pháp cân bằng xác suất sử dụng hai ma trận P và F cho từng NCCN Ma trận P đại diện cho các NCCN ưu tiên trước, trong khi ma trận F chứa các NCCN theo sau Quá trình tổ chức phối hợp các NCCN thành các NCSX được thực hiện theo nguyên tắc: NCCN có ma trận P bằng.

Khi phân bổ tài nguyên, ưu tiên nguyên công có giá trị P bằng 0 sẽ được thực hiện trước Nếu có nhiều hơn một nguyên công thỏa mãn điều kiện này, nguyên công có thời gian gia công lớn hơn sẽ được ưu tiên Điều này đảm bảo hiệu quả trong quá trình sản xuất.

Bài viết này trình bày 40 kiện cơ bản của tổ chức phối hợp nguyên công trong tiến trình tổ chức NCSX, đảm bảo rằng tất cả các nguyên công đều được phân bổ phù hợp với điều kiện nhịp dây chuyền Ma trận P và ma trận F được định nghĩa với 3 số trong dấu ngoặc đơn, ký hiệu lần lượt là P (x y z) và F (m n k) Trong đó, x, y, z đại diện cho số thứ tự của NCCN phụ thuộc trước NCCN cần xây dựng ma trận, còn m, n, k là số thứ tự của NCCN phụ thuộc sau NCCN cần xây dựng ma trận Ký hiệu của ma trận P và F có thể xuất hiện trong nhiều trường hợp khác nhau.

+ Nguyên công Ai không có NCCN đứng trước Ma trận P của Ai có ký hiệu :

+ Nguyên công Ai có 1 NCCN đứng trước là Ai-1 Ma trận P của Ai có ký hiệu : P (Ai-1 0 0)

+ Nguyên công Ai có 2 NCCN đứng trước là Ai-1, Ai-2 Ma trận P của Ai có ký hiệu : P (Ai-1 Ai-2 0)

+ Nguyên công Ai có 3 NCCN đứng trước là Ai-1, Ai-2, Bj Ma trận P của Ai có ký hiệu : P (Ai-1 Ai-2 Bj)

+ Nguyên công Ai không có NCCN đứng sau Ma trận F của Ai có ký hiệu : F

+ Nguyên công Ai có 1 NCCN đứng sau là Ai+1 Ma trận F của Ai có ký hiệu :

+ Nguyên công Ai có 2 NCCN đứng sau là Ai+1, Ai+2 Ma trận F của Ai có ký hiệu : F (Ai+1 Ai+2 0)

+ Nguyên công Ai có 3 NCCN đứng sau là Ai+1, Ai+2, Bk Ma trận F của Ai có ký hiệu : F (Ai+1 Ai+2 Bk)

Từ đó chúng ta có được các bước thực hiện của phương pháp cân bằng xác suất như sau :

- Bước 1 : Xây dựng sơ đồ phân tích quy trình công nghệ

- Bước 2 : Lập ma trận P và ma trận F cho từng nguyên công công nghệ

- Bước 3 : Tiến hành tổ chức phối hợp các NCCN thành các NCSX theo nguyên tắc : NCCN có ma trận P bằng 0 thì phân bổ trước, nếu nhiều

Khi có hơn một nguyên công với giá trị P bằng 0, cần ưu tiên nguyên công có thời gian gia công lớn hơn Đồng thời, phải đảm bảo các điều kiện cơ bản trong việc tổ chức phối hợp các nguyên công.

- Bước 4 : Tiếp tục tiến trình tổ chức NCSX cho đến khi tất cả các nguyên công đều đã được phân bổ thỏa mãn điều kiện nhịp dây chuyền

 Phương pháp cân bằng theo nguyên tắc thời gian gia công dài nhất (Longest Task Time) [6], [10]

Phương pháp Moodie – Young bao gồm hai giai đoạn chính Giai đoạn đầu tiên tập trung vào việc nhóm các chỗ làm việc theo quy tắc, trong đó chọn nguyên công có thời gian lớn hơn khi có hai nguyên công có thể lựa chọn Các yếu tố làm việc được ưu tiên, và một sơ đồ ưu tiên dựa trên ma trận các nguyên công trước đó được lập ra để nghiên cứu các yếu tố này Giai đoạn hai là phân bổ thời gian nhàn rỗi cho từng chỗ làm việc, xác định thời gian lớn nhất và nhỏ nhất, cũng như mục tiêu Trong giai đoạn này, thời gian của các nguyên công nhỏ hơn mục tiêu sẽ được điều chỉnh tại chỗ làm việc có thời gian cao nhất, di chuyển các nguyên công mà không vi phạm quy tắc sơ đồ ưu tiên, và đánh giá cho đến khi không còn nguyên công nào cần di chuyển.

=> Từ đây ta có thể thấy được các bước thực hiện của phương pháp cân bằng chuyền theo nguyên tắc thời gian gia công dài nhất như sau :

Bước 1 : Lập sơ đồ hành trình công nghệ may sản phẩm

Bước 2 : Lập bảng sao cho các NCCN được sắp xếp theo thứ tự giảm dần thời gian định mức

Bước 3: Sắp xếp và phối hợp các nguyên công tại các vị trí làm việc cần tuân thủ nguyên tắc ưu tiên nguyên công có thời gian định mức lớn hơn Đồng thời, cần đảm bảo việc tuân theo hành trình công nghệ và nguyên tắc phối hợp thời gian giữa các nguyên công.

Bước 4 : Tiến hành phối hợp cho đến khi tất cả các nguyên công đều được phân bổ tại các chỗ làm việc

 Phương pháp cân bằng theo nguyên tắc công việc theo sau nhiều nhất

- Các NCCN được xếp hạng theo số lượng nguyên công theo sau từ cao nhất đến thấp nhất [10]

- Các nguyên công được phối hợp dựa trên hai tiêu chí [11] :

+) Thứ nhất, nguyên công đó có ít nguyên công phía trước nhất

+) Thứ hai, ưu tiên nguyên công nào có nhiều nguyên công theo sau hơn thì được phối hợp trước

Các nguyên công đã được phối hợp sẽ bị loại bỏ khỏi danh sách phối hợp Việc phối hợp các nguyên công cần tuân thủ các nguyên tắc về thời gian để đảm bảo không vi phạm quy định.

Từ đây, ta đưa ra các bước của phương pháp công việc theo sau nhiều nhất như sau [6] :

- Bước 1 : Xây dựng sơ đồ phân tích quy trình công nghệ

- Bước 2 : Lập bảng thống kê số nguyên công theo sau của từng nguyên công công nghệ

- Bước 3 : Sắp xếp các NCCN theo thứ tự giảm dần các nguyên công theo sau chính nó

- Bước 4 : Phối hợp các NCCN thành NCSX dựa trên hai tiêu chí ưu tiên như sau :

+ Nguyên công đó có ít nguyên công phía trước nhất

+ Ưu tiên nguyên công nào có nhiều nguyên công theo sau hơn thì được phối hợp trước

- Bước 5 : Tiến hành phối hợp các nguyên công cho đến khi tất cả các nguyên công đều được phân bổ vào chỗ làm việc

Kết luận chương 2

Trong luận văn “Nghiên cứu phương pháp cân bằng chuyền may sản phẩm T-Shirt trong sản xuất công nghiệp”, tác giả nhằm tìm ra phương pháp cân bằng chuyền hợp lý cho sản phẩm T-Shirt Để đạt được mục tiêu này, tác giả đã nghiên cứu lý thuyết về năm phương pháp cân bằng chuyền khác nhau.

 Phương pháp cân bằng chuyền may theo trọng số vị trí

 Phương pháp cân bằng xác suất

 Phương pháp cân bằng chuyền may theo thời gian gia công dài nhất

 Phương pháp cân bằng chuyền may theo công việc theo sau nhiều nhất

 Phương pháp cân bằng chuyền của Đại học Bách Khoa Hà Nội

Bên cạnh đó nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá cân bằng chuyền bao gồm

 Hiệu suất cân bằng chuyền LE

 Giá trị mất cân bằng BL

 Tỷ lệ số NCSX có nhịp riêng nằm trong khoảng nhịp cho phép

 Hệ số đường thẳng đánh giá độ dài đường đi của bán thành phẩm

Quy trình may sản phẩm T-Shirt cơ bản bao gồm các bước từ thiết kế, cắt vải, may, đến hoàn thiện sản phẩm Để phân tích quy trình này, cần vẽ sơ đồ mô tả các giai đoạn, đồng thời tính toán các thông số cơ bản của dây chuyền sản xuất Việc áp dụng các phương pháp cân bằng chuyền vào sản phẩm T-Shirt sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN