LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT LẬP ĐỊNH MỨC
VÀ TÁI ĐIỀU ĐỘ CÔNG VIỆC
TẠI XƯỞNG GỖ - CÔNG TY SCAMCOM VN
TPHCM
1
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Nội dung của luận văn tốt nghiệp: thiết lập qui trình xây dựng định mức thời gian sản
xuất cho đơn vị sản phẩm nhằm phục vụ cho công tác lập kế hoạch và điều độ, giúp
tăng tính chính xác, giảm nguy cơ trễ đơn hàng
Luận văn bắt đầu từ việc xác định các biến động ảnh hưởng đến thời gian sản
xuất, các phương pháp đánh giá hiệu suất công việc, các yếu tố nghiên cứu thời gian.
Sau khi đã có đầy đủ các yếu tố cần thiết, luận văn tiến hành thu thập các số liệu liên
quan và thiết lập ra qui trình tính toán thời gian sản xuất thực cho đơn vị sản phẩm.
Bên cạnh đó, luận văn ứng dụng vào cho một sản phẩm cụ thể, đưa ra mô hình
thời gian sản xuất thực cho sản phẩm, kết hợp với điều độ sản xuất để tính toán khả
năng đáp ứng đơn hàng cũng như độ chính xác của qui trình
2
MỤC LỤC
THIẾT LẬP ĐỊNH MỨC 1
VÀ TÁI ĐIỀU ĐỘ CÔNG VIỆC 1
TẠI XƯỞNG GỖ - CÔNG TY SCAMCOM VN 1
2.6 HỆ THỐNG LẮP RÁP CHUYỀN SẢN XUẤT: 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO 89
PHỤ LỤC 90
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1. Phương pháp luận của luận văn 3
Hình 2.1. Sơ đồ các loại điều chỉnh theo chức năng 15
Hình 2.2. Sơ đồ dòng thông tin trong hệ thống sản xuất 17
Hình 2.3. Dòng thông tin và dịch vụ 18
Hình 2.4. Mô hình Flowshop linh hoạt 20
Hình 2.5. Mô hình Jobshop 20
Hình 2.6. Biểu đồ Gantt cho giải thuật điều độ không bước 27
Hình 2.7. Hệ thống lắp ráp linh hoạt có đường vòng 29
Hình 2.8. Biểu đồ Gantt cho giải thuật Flexible Flow Line Loading 32
Hình 2.9. Qui trình thiết kế và kỹ thuật hệ thống 33
Hình 2.10. Yêu cầu hệ thống và đánh giá 35
Hình 2.11. Vùng làm việc chuẩn và tối đa trong mặt phẳng ngang 38
Hình 2.12. Vùng làm việc chuẩn và tối đa trong mặt phẳng đứng 38
Hình 2.13. Biểu đồ xương cá 39
Hình 2.14. Sơ đồ dây chuyền lắp ráp bằng tay 41
3
Hình 3.1. Dòng lưu chuyển nguyên vật liệu đến thành phẩm của công ty Scancom 44
Hình 3.2. Hệ thống Scancom các nước 44
Hình 3.3. Vị trí nhà máy công ty Scancom Việt Nam 45
Hình 3.4. Doanh thu của Scancom qua các năm 48
Hình 3.5. Qui trình quản lý hiện tại của công ty Scancom Việt Nam 49
Hình 3.6. Sơ đồ tổ chức của công ty Scancom 50
Hình 3.7. Các sản phẩm tiêu biểu của công ty 51
Hình 3.8. Qui trình công nghệ xưởng gỗ 53
Hình 4.1. Qui trình áp dụng để tính thời gian sản xuất 54
Hình 4.2. Biểu đồ thể hiện các yếu tố ảnh hưởng thời gian sản xuất thực 58
Hình 5.1. Sơ đồ gantt 54
Hình 5.2. Sơ đồ gantt sau khi hiệu chỉnh 58
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Đánh giá theo kỹ năng 12
Bảng 2.2. Đánh giá theo nỗ lực 12
Bảng 2.3. Đánh giá theo điều kiện làm việc 13
Bảng 2.4. Đánh giá theo tính nhất quán 13
Bảng 4.1. Mẫu bảng biểu dùng để nhập thông số kỹ thuật chi tiết 55
Bảng 4.2. Mẫu bảng biểu dùng ghi nhận thông số kỹ thuật 56
Bảng 4.3. Những yếu tố liên quan đến thời gian sản xuất 58
Bảng 4.4 Bù trừ trong điều kiện sản xuất 60
Bảng 4.5. Hệ số bù trừ thời gian người tương ứng từng loại máy 62
Bảng 4.6. Thời gian canh chỉnh máy 63
Bảng 4.7. Thời gian thay công cụ 64
Bảng 5.1: Qui trình gia công sản phẩm bàn Hawaii Recttable 69
Bảng 5.2: Hệ số tính toán bù trừ máy 71
Bảng 5.3. Thông số kỹ thuật của sản phẩm 73
Bảng 5.4. Thời gian gia công kỹ thuật của sản phẩm 74
4
Bảng 5.5. Thời gian sau hiệu chỉnh 76
Bảng 5.6. Bảng kết quả thời gian sản xuất một sản phẩm 78
Bảng 5.7. Phân loại nhóm máy 80
Bảng 5.8: Ký hiệu chi tiết 80
Bảng 5.9. Bảng báo cáo năng suất 81
Bảng 5.10. Thời gian gia công sản phẩm 82
Bảng 5.11. Bước lặp thứ 1 của giải thuật FFLL 83
Bảng 5.12. Bước lặp thứ 2 của giải thuật FFLL 83
Bảng 5.13. Bước lặp thứ 3 của giải thuật FFLL 84
Bảng 5.14. Bước lặp thứ 4 của giải thuật FFLL 84
Bảng 5.15. Bước lặp thứ 5 của giải thuật FFLL 85
Bảng 5.16. Bước lặp thứ 6 của giải thuật FFLL 85
Bảng 5.17. Bước lặp thứ 6 của giải thuật FFLL 86
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ :
Scancom là tập đoàn chuyên sản xuất đồ gỗ dùng cho ngoài trời. Hiện tại công ty đang
sản xuất và cung cấp hàng cho nhiều nhà phân phối tại Châu Âu cũng như thị trường
Mĩ. Các chủng loại hàng hóa của công ty rất đa dạng và phong phú, chủ yếu là phục vụ
cho việc trang trí ngoại thất của các khu nghỉ mát và khách sạn lớn trên thế giới. Sản
phẩm là hàng ngoài trời do đó vòng thời gian tồn tại là rất ngắn. Các mặt hàng thay đổi
liên tục và thuờng ít lặp lại giữa những mùa hàng.
Công ty sản xuất chủ yếu theo đơn đặt hàng nhằm phục vụ cho việc trang trí
ngoại thất nên đơn hàng thường nhỏ và sản xuất trong thời gian ngắn nhằm phục vụ cho
một số khách hàng đặc biệt. Chính vì thế thời gian sản xuất thử và quy mô sản xuất thử
là rất nhỏ. Việc này đặt ra một thách thức rất lớn đối với công tác hoạch định năng lực
sản xuất của công ty. Do đó việc xác định thời gian sản xuất của 1 đơn hàng phải nhanh
chóng và chính xác nhằm phục vụ cho công tác lập kế hoạch và điều độ, giúp tăng tính
chính xác giảm nguy cơ trễ đơn hàng.
Hiện tại công ty xác định thời gian giao hàng cũng như giá thành sản xuất của
sản phẩm dựa trên việc ước lượng thông qua những mặt hàng đã gia công tương tự.
Việc xác định này được thực hiện bởi bộ phận kĩ thuật và phòng kế hoạch sau khi nhận
được thông tin về đơn hàng từ bộ phận bán hàng.
Từ thực tế trên, có thể thấy việc xác định định mức thời gian sản xuất cho từng
sản phẩm và từng quy trình gia công khác nhau một cách chính xác và tin cậy là rất
5
quan trọng vì nó hỗ trợ cho công ty xác định thời gian giao hàng cũng như giá thành sản
xuất một cách nhanh chóng ngay khi nhận được đơn đặt hàng.
Hiện nay công ty ước lượng thời gian sản xuất dựa trên thời gian gia công mẫu
cộng thêm một khoảng thời gian an toàn dựa trên kinh nghiệm, phương pháp này có
thuận lợi là tính toán nhanh và có tính hiệu quả với những đơn hàng tương tự như nhau.
Tuy nhiên thực tế là do sự thay đổi liên tục của các đơn hàng cũng việc sản xuất cùng
lúc nhiều đơn hàng nên thời gian sản xuất thường biến động rất nhiều so với thời gian
ước lượng khi lập kế hoạch sản xuất, đây là điều hoàn toàn không mong muốn đối với
những người quản lí sản xuất của công ty.
Vì thế yêu cầu cần thiết hiện nay chính là một mô hình tính thời gian sản xuất
thực dựa trên thời gian gia công mẫu có độ tin cậy cao để sử dụng vào việc hoạch định
năng lực sản xuất của nhà máy.
1.2 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN
Thiết lập qui trình xây dựng định mức thời gian sản xuất cho đơn vị sản phẩm
trên cơ sở khảo sát thời gian công mẫu
Áp dụng cụ thể cho công ty TNHH Scancom Việt Nam để hỗ trợ việc hoạch
định năng lực sản xuất hiện tại của công ty
1.3 NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN
Tìm hiểu lý thuyết về thiết lập định mức thời gian, đánh giá hiệu suất công việc
Tìm hiểu lý thuyết về điều độ cho mô hình flexible Flowshop
Tìm hiểu về hoạt động sản xuất của công ty, thu thập và xử lý số liệu
Thiết lập qui trình xây dựng định mức thời gian cho đơn vị sản phẩm
Áp dụng cho một sản phẩm cụ thể, khảo sát trên một đơn hàng trong quá khứ để
đánh giá nghiên cứu và định hướng mở rộng
1.4 PHƯƠNG PHÁP LUẬN
Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu của luận văn dựa trên việc tìm hiểu các vấn đề hiện
trạng của công ty, từ đó xác định nên các vấn đề thực tiễn cần giải quyếr.
Sau đó ta khoanh vùng các vấn đề đáng quan tâm.Tìm hiểu các bộ phận, phòng
ban liên quan để hiểu rõ từng qui trình, công đoạn một cách cụ thể và chi tiết. Từ đó so
sánh với những mong muốn của công ty và tìm cách rút ngắn khoảng cách khác biệt
giữa thực tế và mong muốn
Các cơ sở nghiên cứu lý thuyết có liên quan (như hoạch định năng lực sản xuất,
định mức thời gian,…)sẽ được tìm hiểu để có thể tạo được nền tảng lý luận nhằm giải
quyếr các vấn đề mong muốn, đồng thời cụng hỗ trợ cho việc thu thập, phân tích và xử
lý số liệu dễ dàng hơn
Để có một cái nhìn khái quát về phương pháp luận, sau đậy là sơ đồ tóm tắt:
6
Hình 1.1: Phương pháp luận của luận văn
1.5 CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Chương 1 : Giới thiệu
Chương này nêu lên lý do hình thành đề tài, đưa ra các mục tiêu, nội dung cụ thể thực
hiện, phương pháp luận và trình bày cấu trúc của luận văn
Chưong 2: cơ sở lý thuyết
Chương này trình bày các khái niệm, cơ sở lý thuyết về nghiên cứu định mức thời gian,
lý thuyết về điều độ sản xuất liên quan đến đề tài luận văn
Chương 3: Tổng quan về công ty TNHH Scancom Việt Nam
Chương này giới thiệu sơ lược về công ty Scancom Việt Nam
Chương 4: Mô hình hóa
Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sản xuất, mô hình hóa dâ chuyền sản xuất,
thiết lập qui trình tính toán thời gian sản xuất thực của sản phẩm, các thủ tục của giải
thuật tải chuyền linh họat (Flexible Flow line Loading – FFLL)
Chương 5: Thưc hiện tính toán cho một sản phẩm cụ thể
Chương này thực hiện tính toán cho sản phẩm bàn Hawai, khảo sát trên một đơn hàng
để đánh giá độ tin cậy của qui trình
Chương 6: Kết luận và kiến nghị
Chương này trình bày những kết quả luận văn đã đạt được, đánh giá kết quả và đề xuất
hướng phát triển trong tương lai
7
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỊNH MỨC THỜI GIAN
2.1.1 Khái niệm cơ bản: [1, 127]
Nghiên cứu thời gian là một kỹ thuật thiết lập định mức thời gian cho phép để hoàn
thành công việc đã cho. Kỹ thuật này dựa trên cơ sở đo lường công việc được chứa
trong phương pháp đã mô tả, với sự thừa nhận hợp lý sự mệt mỏi và cá tính con người
để tránh chậm trễ khi thực hiện công việc được giao.
2.1.2 Ứng dụng của việc xây dựng định mức thời gian: [2]
8
Định mức là một nền tảng được chấp nhận rộng rãi và được dùng để so sánh về phương
diện đánh giá công việc, chúng thường hay gọi là các định mức lao động hoặc các định
mức máy. Định mức lao động là khoảng thời gian cần thiết mà một công nhân đã được
đào tạo dùng để thực hiện xong một nhiệm vụ được giao, theo một phương pháp quy
định, với sự nỗ lực và khéo léo trung bình. Định mức lao động khó xây dựng hơn so với
định mức máy móc, vì các yếu tố như tay nghề, sức lực và khả năng chịu đựng không
giống nhau giữa người này với người khác. Ngược lại các máy móc cùng chủng loại,
như các Rôbô chẳng hạn, cũng thực hiện những nhiệm vụ lặp lại như nhau, rất ít khác
giữa máy này với máy khác. Lấy định mức công việc làm cộng cụ quản lý, các nhà quản
lý đã sử dụng các định mức này theo nhiều cách:
Khuyến khích công nhân: Có thể dùng các định mức để xác định khối lượng
cộng việc trong một ngày, do đó sẽ kích thích công nhân tăng năng suất. Ví dụ,
với kế hoạch trả lương khuyến khích, công nhân sẽ được phần thưởng xứng
đáng khi làm ra thành phẩm vượt định mức.
So sánh với các thiết kế quá trình tương tự có thể thay thế nhau: Các định mức
thời gian được dùng để so sánh các quy trình sản xuất khác nhau cho cùng một
sản phẩm. Nhà quản lý cũng có thể dùng định mức thời gian để đánh giá các
phương pháp làm việc mới, và để ước lượng những ưu điểm của việc sử dụng
thiết bị mới.
Lên lịch trình: Nhà quản lý cần có định mức thời gian để giao nhiệm vụ cho
công nhân và cho máy móc nhằm sử dụng các tiềm năng một cách hiệu quả nhất.
Hoạch định năng lực sản xuất: Nhờ có định mức thời gian của các nhiệm vụ, nhà
quản lý có thể xác định các yêu cầu về năng lực sản xuất hiện tại và các dự kiến
cho tương lai với các yêu cầu mang tính chất bắt buộc đã đặt ra. Các quyết định
đầu tư vốn và lực lượng sản xuất cho dài hạn có thể cũng cần đến các ước lượng
thời gian này.
Xác định giá thành và giá cả.
Đánh giá hiệu năng.
2.1.3 Các thiết bị nghiên cứu thời gian
Đồng hồ bấm giờ (Stopwatch):
Ngày nay người ta sử dụng hai loại đồng hồ bấm giờ: (1) loại truyền thống, đồng hồ
bấm được đến 0.01 phút. Và (2) là loại đồng hồ điện tử, thường được sử dụng nhiều
hơn, cfó thể bấn đến 0.001 giây, có độ chính xác
±
0.002%.
Máy quay phim:
Máy quay phim (videotape cameras) là phương pháp ghi lại hoạt động của người vận
hành và thời gian trôi qua. Chúng có thể thiết lập định mức bằng cách chiếu phim ở
cùng tốc độ mà những hình ảnh được ghi nhận và sau đó tính mức độ thực hiện của
người vận hành
Đồng hồ bấm giờ điện tử có sự hỗ trợ của máy tính
Dữ liệu quan sát được mã hóa và ghi lại trong bộ nhớ máy tính. Thiết bị ghi OS-3 cho
phép nhà phân tích lựa chọn thiết bị thời gian thích hợp cho việc nghiên cứu. Sau khi
lựa chọn và tổng hợp dữ liệu vào, thiết bị OS-3 giao tiếp với máy in để in ra các báo
cáo: thời gian tổng cộng, chu kỳ, thời gian trung bình, mức độ thực hiện, thời gian
chuẩn, các thời gian bù trừ.
9
Bìa cứng dùng cho việc nghiên cứu thời gian:
Khi bấm giờ được thực hiện, nhà phân tích tìm bìa cứng thích hợp để giữ các mẫu
(forms) nghiên cứu thời gian và bấm giờ. Tấm bìa phải nhẹ và đủ cứng. Tất cả các chi
tiết nghiên cứu được nghi nhận lại trên mẫu nghiên cứu.
2.1.4 Những yếu tố trong nghiên cứu thời gian (Time Study) [2]
Chọn người thao tác
Tiêu chuẩn cho sự chọn lọc thao tác viên: Kỹ năng trung bình, một thao tác viên phải là
trung bình hoặc có phần là ở trên tính trung bình trong sự thực hiện nghiên cứu tốt hơn
một ít.
Tích hợp với thao tác viên
Ghi thông tin quan trọng bao gồm:
o Những máy, bàn tay chạm, đồ gá, những vật cố định….
o Điều kiện làm việc
o Những vật chất
o Những thao tác
o Phác thảo cách trình bày của trạm làm việc
Định vị người quan sát
Đứng trong một vùng nơi bạn có thể nhìn thấy tất cả các chi tiết cần thiết. Bận có thể
cần di chuyển vòng quanh để nhìn thấy tất cả các phần tử.
Chia cắt thao tác trong những phần tử .
Mỗi quá trình có thể được chia nhỏ vào trong những hoạt động nhỏ hơn. Mỗi hoạt động
có thể được chia nhỏ trong những nhóm những sự chuyển động được biết như” những
phần tử”.
Tiêu chuẩn chọn lọc phần tử
Mỗi phân tử phải cho phép phân rõ ràng sự bắt đầu và sự kết thúc.
2.1.5 Phương pháp xác định định mức thời gian [2]
Phương pháp hay gặp nhất để thiết lập các định mức thời gian cho một công việc là
khảo sát thời gian.
a. Một công việc được chia thành nhiều phần nhỏ hơn, dùng đồng hồ bấm giờ, nhà
phân tích tiến hành một khảo sát thực nghiệm bằng cách tính giờ đối với một công nhân
đã huấn luyện thực hiệc các phần việc đó qua một số chu kỳ công tác, rồi tính thời gian
cho từng phần việc.
10
b.Thu được các thông tin từ việc khảo sát thử nghiệm đó, nhà phân tích sẽ xác định
được quy mô lấy mẫu như vậy có đủ để cho độ chính xác như yêu cầu trong việc ước
lượng thời gian trung bình hay không. Nếu không, phải tiến hành thêm những quan sát
bổ sung.
c. Khi quy mô lấy mẫu được xem là đủ, nhà phân tích bước sang giai đoạn xây dựng
định mức thời gian cho công việc đó, bằng cách bổ sung thêm những thông tin như đánh
giá mức độ hoàn thành và khấu trừ bớt thời gian để tránh các biến động trong sản xuất
Phương pháp xác định thời gian định mức gồm các bước sau:
Bước 1: Chọn các phần việc.
Bước đầu tiên trong một cuộc khảo sát thời gian là chọn các phần việc đặc trưng. Chọn
các phần việc phải tiến hành một số cân nhắc. Trước hết mỗi phần việc phải có điểm bắt
đầu và điểm kết thúc rõ ràng để thuận tiện trong việc đọc đồng hồ bấm giờ. Thứ hai,
tránh chọn các phần việc chỉ kéo dài dưới 3 giây vì rất khó tính giờ. Cuối cùng, các
phần việc này phải tương ứng với môi trường làm việc tiêu chuẩn. Phải phân biệt các
thao tác ngẫu nhiên không liên quan một cách bình thường với nhiệm vụ, và phải tách
chúng ra khỏi công viêc lặp lại này.
Bước 2: Đo thời gian công việc.
Sau khi đã xác định được các phần việc đặc trưng, người ta chọn một công nhân đã
được huấn luyện về phương pháp làm việc đó để khảo sát. Tiếp theo nhà phân tích đo
thời gian người công nhân phải làm cho từng công việc để có một tập hợp số liệu theo
dõi đầu tiên. Bấm giờ liên tục là phương pháp thường được sử dụng để đo thời gian
công việc. Với phương pháp này, nhà phân tích ghi lại các kết quả đọc của đồng hồ bấm
giờ ứng với từng phần việc vào lúc hoàn thành phần việc đó. Thời gian của từng phần
việc (t) chính là chênh lệch giữa hai kết quả đọc đồng hồ liên tục kề nhau.
Một kỹ thuật đo thời gian khác tương đương, gọi là phương pháp snap-shack.
Trong phương pháp này người ta bấm lại đồng hồ về zero sau mỗi lần hoàn thành từng
phần việc. Mặc dù cách này cho trực tiếp các số liệu thời gian ứng với từng quan sát,
nhưng đòi hỏi người theo dỏi phải đọc và ghi lại các trị số thời gian, đồng thời phải bấm
đồng hồ mỗi lần kết thúc một phần việc. Đôi khi dùng hai đồng hồ, một cái ghi thời gian
phần việc trước và một cái để đo phần việc kế sau. Tuy nhiên, nếu có những phận việc
nào đó thực hiện quá nhanh thì khó mà ghi được thời gian chính xác.
Bước 3: Xác định kích thước mẫu.
Cách lấy mẫu dựa trên luật xác suất cơ bản: tại một thời điểm xác định, một sự kiện có
thể xảy ra hoặc không xảy ra. Các nhà thống kê đã dùng công thức sau để diễn đạt xác
suất x lần xuất hiện của sự kiện trong n lần quan sát:
(p+q)
n
= 1 (2,1)
Trong đó: p là xác suất xuất hiện 1 sự kiện đơn
q là xác xuất không xuất hiện của sự kiện
n là số quan sát
Trong công thức trên, (p+q)
n
= 1 được diễn đạt thành nguyên tắc nhị thức: nếu xác
suất xuất hiện là x = 0 thì xác suất không xuất hiện là x = 1. Phân bố của xác suất như
vậy gọi là phân bố nhị thức. Các nhà thống kê đã chứng minh trị trung bình của phân bố
là np, và phương sai là npq.
11
Khi n càng lớn, phân bố nhị thức sẽ chuyển về phân bố chuẩn. Các thông số như xác
suất p và độ lệch chuẩn
n
pq
sẽ được xấp xỉ thành các thông số của phân bố chuẩn.
Trong công tác lấy mẫu, chúng ta lấy một mẫu với kích thước n để cố gắng ước lượng p.
Chúng ta kì vọng giá trị
p
ˆ
nằm trong vùng p± 2 giá trị độ lệch chuẩn trong 95% thời
gian. Nói cách khác, nếu p là giá trị cho trước, chúng ta có thể kì vọng
p
ˆ
nằm ngoài
vùng p± 2 giá trị độ lệch chuẩn chỉ 5 lần trong 100 quan sát.
Lý thuyết này có thể dùng để ước lượng kích thước mẫu cần thiết để đạt được một mức
độ chính xác cho trước. Công thức tính độ lệch chuẩn
n
pp
n
pq
p
)1(
−
==
σ
(2,2)
Trong đó σ
p
: độ lệch chuẩn của giá trị %
p : giá trị % của số lần xuất hiện
n: tồng số quan sát.
Đặt 1.96σ là giá trị giới hạn được chấp nhận l ở độ tin cậy 95%:
l = 1.96σ =1.96
n
pq
Xấp xỉ 1.96 lên 2, bình phương 2 vế và biến đổi, ta có công thức sau:
22
)1(44
l
pp
l
pq
n
−
==
Ví dụ:
Một nhà phân tích muốn xác định xác suất bị hư của máy 10 CNC. Lấy 25 quan sát,
ông ta nhận được kết quả có 1 máy CNC bị hư, do đó
p
ˆ
là 0.04. Nhà phân tích mong
muốn độ chính xác là ±1% giá trị trung bình, với 95% độ tin cậy.
Số quan sát cần thực hiện là:
1536
01.0
)04.01(*04.0*4
2
=
−
=
n
Bước 4: Thiết lập định mức.
Bước cuối cùng là thiết lập định mức. Trước hết nhà phân tích xác định thời gian
chuẩn (normal time – NT) cho từng phần việc bằng cách phán đoán tốc độ thực hiện của
người công nhân được khảo sát. Nhà phân tích phải đánh giá tốc độ của công nhân đó
thấp hơn hay cao hơn mức trung bình, mà còn phải biết thấp hơn hay cao hơn bao nhiêu.
Nhà phân tích gán một hệ số đánh giá hiệu năng (performance rating factor –
RF) cho sự thực hiện của người công nhân đó trong từng phần việc. Hệ số đánh giá hiệu
năng lớn hơn 1 nghĩa là trong đánh giá chủ quan của người quan sát, việc thực hiện của
người công nhân là nhanh hơn khi anh ta làm trong điều kiện bình thường (nghĩa là sản
12
xuất được nhiều sản phẩm hơn trong cùng một khoảng thời gian đã cho). Trong những
trường hợp khác việc thực hiện của công nhân có thể thấp hơn khi anh ta làm trong điều
kiện bình thường. Sự xếp hạng này là một phán quyết duy nhất của nhà phân tích dựa
trên kinh nghiệm.
Một hệ số khác mà nhà phân tích phải nhận biết là tần số xuất hiện Fi (frequecy
ofoccurrnce) của một phần việc cụ thể trong chu kỳ làm việc vì một phần việc có thể
không được thực hiện trong mọi chu kỳ.
Nhà phân tích sẽ nhân thời gian trung bình (
i
t
) với tần suất (F i) của phần việc
đó trong mỗi chu kì, và với hệ số đánh giá (RF i) để thu gọn thời gian bình thường cho
phần việc I và thời gian bình thường cho chu kỳ (normal time for a cycle – NTC), tức
là:
))((
III
RFFtNT
=
VÀ
∑
=
I
I
NTNTC
(2,3)
Chúng ta không thể lấy thời gian chu kỳ (NTC) làm định mức được. Nó chưa
tính đến sự mệt mỏi, thời gian nghỉ ngơi, hoặc các chậm trễ không tránh khỏi, vẫn xảy
ra trong một ngày làm việc trung bình. Do đó, chúng ta phải bổ sung một số thời gian
khấu trừ nào đó vào thời gian bình thường để hiệu chỉnh cho các nhân tố này. Như vậy
thời gian định mức (standard time – ST) sẽ là:
ST = NTC*(1+A) (2,4)
Trong đó, A là tỷ lệ của thời gian bình thường được bổ sung do dung sai: 0 <A <1.
Trong quá trình khảo sát thời gian định mức, người khảo sát sẽ phải thực hiện 4 loại
quyết định sau:
Thứ nhất, phải xác định các phần việc bao gồm trong quá trình khảo sát.
Như đã chỉ rõ, các phần việc này không được quá ngắn và phải có các điểm bắt đầu và
điểm kết thúc rõ ràng. Đồng thời, có một số phần việc có thể xảy ra không thường
xuyên và bất quy tắc, nhà phân tích phải bảo đảm gộp thêm thời gian cho các phần việc
này.
Thứ hai, có thể nhà phân tích phải loại bỏ một số thời gian theo dõi vì phần việc
đó không đặc trưng cho công việc.
Một trường hợp dể thấy là người công nhân bất ngờ đánh rơi dụng cụ, nhưng các phần
việc không đặc trưng như vậy không phải lúc nào cũng dễ thấy. Trong một số trường
hợp một sự cố bất ngờ, như hỏng máy chẳng hạn, có thể làm sai lệch kết quả. Nếu
những thời gian không đặc trưng đó không được loại bỏ, định mức sẽ bị sai. Tuy nhiên,
nhà phân tích phải dùng quyền phán quyết trong việc xác định những thời gian nào phải
loại trừ.
Thứ ba, là ra quyết định lựa chọn thời gian khấu hao A.
Thông thường giá trị này nằm trong khoảng từ 10 dến 20 phần trăm thời gian bình
thường. Nó là khoảng khấu trừ cho các yếu tố như sự mệt mỏi hoặc các chậm trễ không
mong muốn mà việc đo lường rất khó thực hiện. Thông thường thì chỉ có một số ít công
nhân được theo dõi trong một quá trình khảo sát thời gian, và hiệu năng của họ ít khi
phù hợp với quan điểm được dùng trong việc xác định tiêu chuẩn. Do đó, nhà phân tích
phải có ý kiến phán quyết về thời gian theo dõi trung bình để ước tính thời gian mà một
người được huấn luyện cần phải có để thực hiện nhiệm vụ này với một tốc độ bình
thường.
13
Thứ tư, là đánh giá tốc độ thực hiện của công nhân.
Chẳng may, nhà phân tích lại không thể tránh phán quyết nếu không muốn khảo sát tất
cả công nhân và dùng thời gian trung bình của họ làm định mức trong việc đánh giá
hiệu năng. Nếu những công nhân đó làm nhanh, thì sẽ không công bằng trong việc xây
dựng định mức dựa trên thời gian trung bình của họ, nhất là khi có liên quan đến một kế
hoạch kích thích sản xuất bằng lương.
2.1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến định mức thời gian [2]
Để có thể xác định được thời gian gia công và kiểm soát được các yếu tố tác động đến
thời gian thực hiện của công nhân và cách định lượng chúng. Các nhân tố ấy bao gồm :
Con người.
Công việc.
Máy móc.
Chất lượng.
Phương pháp.
Trong việc đo lường thời gian thực hiện của công việc, người phân tích quan sát cẩn
thận hoạt động của công nhân. Tuy nhiên, những hoạt động đó ít khi được thực hiện ở
tốc độ bình thường.
2.1.7 Phương pháp đánh giá hiệu suất công việc [1, 148]
Có nhiều phương pháp thực hiện đánh giá hiệu suất công việc. Trong đó, hệ thống
Westinghouse là một trong những hệ thống đánh giá hiệu suất công việc lâu đời nhất và
được sử dụng rộng rãi nhất. Hệ thống được phát triển bởi Công ty Điện lực
Westinghouse (Westinghouse Electric Corporation) và sau đó được mô tả chi tiết ở
Lowry, Maynard và Stegemerten năm 1940. Phương pháp này xem xét 4 yếu tố là kỹ
năng, nổ lực, điều kiện làm việc và tính nhất quán. Lý thuyết về hệ thống Westinghouse
được tóm tắt như sau:
Kỹ năng: được định nghĩa như là sự thành thạo trong một công việc cho trước,
nó có liên quan tới năng khiếu của con người. Kỹ năng của công nhân có được
từ kinh nghiệm làm việc và năng lực được thừa hưởng. Thực tế làm việc sẽ giúp
phát triển và đóng góp cho kỹ năng nhưng nó không thể thay thế cho năng lực
sẵn có.
Kỹ năng được chia ra 6 bậc: xuất sắc, tốt, khá, trung bình, dưới trung bình và kém.
Người quan sát sẽ đánh giá kỹ năng thực hiện công việc của công nhân dựa trên 6 bậc
trên và chuyển chúng thành giá trị phần trăm tương ứng. Giá trị phần trăm này được
cộng với giá trị đánh giá nổ lực, điều kiện làm việc và tính nhất quán để tạo thành giá trị
đánh giá tổng cộng.
Bảng 2.1: Đánh giá theo kỹ năng
+0.15 A1 Cao cấp
+0.13 A2 Cao cấp
+0.11 B1 Xuất sắc
+0.08 B2 Xuất sắc
+0.06 C1 Tốt
14
+0.03 C2 Tốt
0.00 D Trung bình
-0.05 E1 Trung bình yếu
-0.10 E2 Trung bình yếu
-0.16 F1 Kém
-0.22 F2 Kém
(Nguồn: [1, 149])
Nổ lực: được định nghĩa như là một sự thể hiện của ý chí công nhân khi làm
việc. Nổ lực còn được xem như là tốc độ khi ứng dụng kỹ năng và có thể điều
chỉnh bởi công nhân. Khi đánh giá nổ lực, nhà phân tích xem xét những nổ lực
có ích.
Nổ lực được phân thành 6 bậc: quá mức, tốt, khá, trung bình, dưới trung bình và kém.
Các giá trị phần trăm tương ứng thay đổi từ +0.13 đến -0.17 như trong
Bảng 2.2: Đánh giá theo nổ lực
+0.13 A1 Quá mức
0.12 A2 Quá mức
0.10 B1 Tốt
0.08 B2 Tốt
0.05 C1 Khá
0.02 C2 Khá
0.00 D Trung bình
-0.04 E1 Dưới trung bình
-0.08 E2 Dưới trung bình
-0.12 F1 Kém
-0.17 F2 Kém
(Nguồn: [1, 149])
Điều kiện làm việc: trong phần này là những điều kiện ảnh hưởng đến người
công nhân, không ảnh hưởng đến công việc. Chúng bao gồm những yếu tố như
nhiệt độ, thông gió, ánh sáng và tiếng ồn. Điều kiện làm việc cụ thể sẽ được so
sánh với điều kiện bình thường. Những yếu tố khác như công cụ, vật liệu không
được xét trong phần này.
Có 6 loại điều kiện làm việc với các giá trị đánh giá tương ứng được cho trong
Bảng 2.3: Đánh giá theo điều kiện làm việc
+0.06 A Lí tưởng
+0.04 B Tốt
+0.02 C Khá
0.00 D Trung bình
15
-0.03 E Dưới trung bình
-0.07 F Kém
(Nguồn: [1, 150])
Tính nhất quán: thời gian thực hiện công việc mà lặp lại một cách hằng số thì
sẽ có tính nhất quán hoàn hảo. Tuy nhiên, điều này ít khi xảy ra, thời gian thực
hiện luôn có khuynh hướng phân tán do tác động của nhiều yếu tố ngẫu nhiên
như độ cứng của nguyên liệu, độ sắc của dụng cụ, chất bôi trơn, kỹ năng và nổ
lực của công nhân, đọc đồng hồ sai, và những yếu tố bên ngoài khác.
Có 6 bậc đánh giá của tính nhất quán với các giá trị đại số tương ứng thay đổi từ +0.04
đến -0.04.
Bảng 2. 4: Đánh giá theo tính nhất quán
+0.04 A Hoàn hảo
+0.03 B Tốt
+0.01 C Khá
0.00 D Trung bình
-0.02 E Dưới trung bình
-0.04 F Kém
(Nguồn: [1, 150])
Sau khi gán giá trị cho bốn yếu tố kỹ năng, nổ lực, điều kiện và tính nhất quán, nhà phân
tích có thể tính được hệ số đánh giá tổng cộng bằng cách cộng đại số bốn giá trị trên và
cộng thêm 1 đơn vị. Công thức tính thời gian bình thường:
NT = OT*R [2.5]
Trong đó: NT = thời gian bình thường.
OT = thời gian quan sát.
R = hệ số đánh giá(R
≥
1)
Hệ số này chỉ áp dụng cho những hoạt động do người thực hiện, tất cả những hoạt động
do máy điều khiển được đánh giá là 100 phần trăm.
2.1.8 Độ điều chỉnh đánh giá hiệu suất công việc
Các nghiên cứu về thời gian chỉ được thực hiện trong những thời đoạn ngắn. Vì vậy,
thời gian bình thường (NT) được mô tả ở phần trên không bao gồm những trì hoãn
không tránh được mà đôi khi không được quan sát và những thời gian thất thoát chính
đáng khác. Bejamin và Andris (1999) đã đưa ra khái niệm độ điều chỉnh (allowance)
như là phần bù trừ cho những thời gian thất thoát trên. Lý thuyết về độ điều chỉnh được
tóm tắt như sau:
.a Độ điều chỉnh được áp dụng theo ba cách:
Cho thời gian chu kỳ tổng: diễn tả phần trăm thời gian bù trừ cho những trì hoãn vì nhu
cầu cá nhân, quét dọn nơi làm việc và vô dầu máy móc.
Cho máy móc: thời gian trừ hao cho bảo trì dụng cụ và biến thiên nguồn điện.
16
Cho công việc bằng tay: thời gian trừ hao cho mệt mỏi và những trì hoãn không tránh
được.
B. phương pháp thường được sử dụng để xây dựng độ điều chỉnh:
Nghiên cứu quá trình sản xuất: đòi hỏi người quan sát lấy hai hoặc ba công đoạn trong
một khoảng thời gian dài. Người quan sát sẽ ghi lại thời gian chu kì quan sát và lí do
của những khoảng thời gian rỗi. Sau khi thiết lập được những mẫu thích hợp, người
quan sát sẽ xác định phần trăm điều chỉnh cho mỗi đại lượng quan tâm. Dữ liệu về thời
gian thu thập được theo phương pháp này phải được điều chỉnh thành mức độ hoạt động
bình thường.
Phương pháp lấy mẫu: phương pháp này đòi hỏi phải lấy một số lượng lớn các quan sát
ngẫu nhiên. Người quan sát không cần dùng đồng hồ để bấm giờ mà chỉ cần đi tới khu
vực công nhân làm việc ở những thời điểm ngẫu nhiên và ghi chú lại công việc mà công
nhân đó đang thực hiện. Số lần trì hoãn sẽ được ghi lại và chia cho tổng số lần quan sát.
Từ đó sẽ tính được độ điều chỉnh cần thiết cho công nhân.
Sơ đồ các loại điều chỉnh theo chức năng trình bày các yếu tố cấu thành nên độ điều
chỉnh.
Hình 2.1: Sơ đồ các loại điều chỉnh theo chức năng.
(Nguồn: [2, 18])
Nhu cầu cá nhân: bao gồm những sự tạm dừng công việc để duy trì hoạt động của con
người, ví dụ như đi uống nước hay đi vệ sinh. Điều kiện làm việc và loại công việc ảnh
hưởng đến thời gian cần thiết cho nhu cầu cá nhân. Không có cơ sở khoa học nào cho
việc đưa ra phần trăm điều chỉnh, nó phụ thuộc vào đánh giá chủ quan. Thực nghiệm
cho thấy 5 phần trăm tức là 24 phút trong 8 giờ làm việc là thích hợp cho điều kiện làm
việc thông thường. Lazarus (1968) cho rằng trong 235 nhà máy thuộc 23 ngành công
nghiệp, độ điều chỉnh cho nhu cầu cá nhân thay đổi từ 4.6 đến 6.5 phần trăm. Do đó 5
phần trăm được xem là thích hợp cho phần lớn công nhân.
Mệt mỏi cơ bản: độ điều chỉnh là hằng số khi xét đến năng lượng tiêu hao để thực hiện
công việc và để làm giảm bớt sự đơn điệu. Một giá trị 5 phần trăm của thời gian bình
thường được xem là thích hợp cho một công nhân thực hiện một công việc nhẹ, trong
khi ngồi, dưới điều kiện làm việc và không có yêu cầu gì đặc biệt khác.
Với độ điều chỉnh 5 phần trăm cho nhu cầu cá nhân và 4 phần trăm cho mệt mỏi cơ bản,
hầu hết công nhân được cho 9 phần trăm cho điều chỉnh cơ bản. Những độ điều chỉnh
khác sẽ được thêm vào nếu cần thiết.
17
Mệt mỏi thay đổi: các yếu tố ảnh hưởng đến loại mệt mỏi này bao gồm: điều kiện làm
việc, đặc biệt là tiếng ồn, nhiệt độ và độ ẩm, bản chất công việc như tư thế, sử dụng cơ
bắp, công việc buồn tẻ, và sức khỏe chung của công nhân. Mặc dù có nhiều nghiên cứu
được thực hiện để đo lường loại mệt mỏi này nhưng cho tới nay vẫn chưa có nghiên cứu
nào thành công hoàn toàn. Vì vậy, Văn phòng Lao động Quốc tế (ILO, 1957) đã đưa ra
những ảnh hưởng của những điều kiện làm việc khác nhau để làm cơ sở cho việc tính
toán những hệ số điều chỉnh thích hợp.
Trì hoãn không tránh được: bao gồm những sự gián đoạn do tiếp xúc với người giám
sát, trao đổi công việc với người khác; nguyên liệu không ổn định; và những trì hoãn do
kết quả của việc phân công nhiều máy cho một công nhân. Thời gian lau chùi và tra dầu
máy móc, thời gian dừng máy do hư hỏng nhỏ và thời gian bảo trì dụng cụ cũng được
tính trong phần này.
Trì hoãn tránh được: như nói chuyện với nhau trong lúc làm việc, nghỉ ngơi quá thời
gian cho phép. Khi thiết lập chuẩn thời gian, độ điều chỉnh loại này không được tính.
Độ điều chỉnh thêm: được tính cho những công việc có thể phát sinh.
Độ điều chỉnh theo chính sách: được sử dụng trong những tình huống ngoại lệ như cho
công nhân mới, công việc với trách nhiệm nhẹ v.v Chúng được quyết định bởi nhà
quản lý hay tổ chức Công đoàn.
Có hai cách để áp dụng độ điều chỉnh. Trong đó, cách phổ biến nhất là cộng một tỉ lệ
phần trăm vào thời gian bình thường (NT), độ điều chỉnh khi đó chỉ dựa trên thời gian
sản xuất. Công thức tính thời gian chuẩn:
ST = NT*(1 + allowance)
Trong đó: ST = thời gian chuẩn.
NT = thời gian bình thường.
Một số công ty áp dụng độ điều chỉnh bằng cách tính phần trăm cho cả ngày làm việc
bởi vì thời gian sản xuất thật không được tính.
Đánh giá độ điều chỉnh đòi hỏi người phân tích phải cẩn thận. Giá trị thời gian chuẩn
đạt được sẽ không có nghĩa nếu trong quá trình phân tích, các công đoạn được chia nhỏ
hợp lý, đo lường thời gian chính xác, đánh giá hiệu suất công việc chính xác nhưng lại
phân cho độ điều chỉnh một cách tùy ý. Nếu độ điều chỉnh được cho quá cao sẽ dẫn đến
chi phí sản xuất cao một cách vô lý, ngược lại nếu độ điều chỉnh được cho quá thấp sẽ
gây ảnh hưởng không tốt đến công nhân và hoạt động sản xuất của công ty.
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU ĐỘ SẢN XUẤT
2.2.1 Vai trò và tác động của điều độ:
Điều độ đóng vai trò quan trọng trong sản xuất và dịch vụ. Nó được sử dụng trong hoạt
động sản xuất và dịch vụ, trong vận chuyển và phân phối và trong quá trình thông tin
liên lạc. Hoạt động của điều độ trong một công ty là sử dụng các kỹ thuật toán học hay
các phương pháp kinh nghiệm để phân bổ các nguồn lực giới hạn để thực hiện công
việc. Một sự phân bổ đúng các nguồn lực cho phép công ty tối ưu các mục tiêu và đạt
các mục đích. Các nguồn lực có thể là máy móc trong phân xưởng hay đường băng của
sân bay…. Công việc có thể là các tác vụ ở phân xưởng, việc cất cánh và hạ cánh ở sân
bay, các giai đoạn trong một dự án xây dựng…. Mỗi công việc có một độ ưu tiên, thời
điểm có thể bắt đầu sớm nhất và ngày tới hạn. Các mục tiêu có thể có nhiều dạng như
cực tiểu thời gian hoàn thành để hoàn thành tất cả các công việc hay cực tiểu số công
việc bị trễ.
18
2.2.2 Chức năng điều độ trong một tổ chức
Chức năng của điều độ trong một hệ thống sản xuất hay một tổ chức dịch vụ phải tương
tác với các chức năng khác. Những tương tác này phụ thuộc vào hệ thống và có thể khác
biệt giữa hệ thống này với hệ thống khác.
2.2.2.1 Điều độ trong sản xuất [3, 14]
Trước hết, chúng ta mô tả một môi trường sản xuất tổng quát và xem xét vai trò của
điều độ trong môi trường sản xuất.
Các đơn hàng được phát vào hệ thống phải được chuyển thành các công việc có
ngày tới hạn xác định. Các công việc này thường phải gia công trên nhiều máy trong
xưởng sản xuất theo một trình tự cho trước. Quy trình gia công của các công việc đôi
khi có thể bị trì hoãn nếu máy bận, hay sự ưu tiên xảy ra khi công việc có độ ưu tiên cao
hơn đến máy và phải gia công ngay lập tức, các sự kiện khác như máy hư, hay thời gian
gia công của các công việc lâu hơn dự kiến,… Các sự kiện phải được xem xét vì chúng
ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất. Phát triển một kế hoạch chi tiết các công việc sẽ giúp
duy trì hiệu suất và kiểm soát các tác vụ.
Phân xưởng không phải là phần duy nhất của tổ chức tác động đến kế hoạch sản
xuất. Kế hoạch sản xuất còn bị ảnh hưởng bởi quá trình hoạch định sản xuất, hoạch định
dài hạn và ngắn hạn cho toàn bộ tổ chức. Quá trình này nhắm vào tối ưu hóa hỗn hợp
toàn bộ các sản phẩm của công ty và phân bổ các nguồn lực dài hạn dựa trên mức tồn
kho, dự báo nhu cầu, nhu cầu các nguồn lực. Các quyết định đưa ra ở mức hoạch định
cao hơn có thể tác động trực tiếp đến quá trình điều độ.
Trong sản xuất các chức năng điều độ phải quan hệ với các thủ tục ra quyết định
khác được sử dụng trong nhà máy. Một hệ thống phổ biến và được sử dụng rộng rãi là
hệ thống hoạch định nhu cầu vật tư MRP. Sau khi kế hoạch được thiết lập, tất cả
nguyên liệu thô và các nguồn lực phải có sẵn tại các thời điểm xác định. Ngày sẵn sàng
của các công việc phải được xác định bởi hoạch định sản xuất và hệ thống điều độ và hệ
thống MRP.
Hệ thống MRP thông thường khá tỉ mỉ, mỗi công việc có một danh sách vật tư
(BOM), liệt kê các vật tư cần cho sản xuất. Hệ thống MRP theo dõi tồn kho của các vật
tư, hơn nữa hệ thống MRP xác định thời điểm mua của mỗi nguyên liệu. Để làm được
điều đó, MRP sử dụng kỹ thuật như lot sizing and lot scheduling, kỹ thuật này tương tự
như kỹ thuật sử dụng trong hệ thống điều độ.
Các nhà máy hiện đại thường sử dụng hệ thống thông tin sản xuất phức tạp, liên
quan đến một máy tính trung tâm và cơ sở dữ liệu. Mạng máy tính cá nhân cục bộ, trạm
công việc, và toàn bộ cơ sở dữ liệu được kết nối với máy tính trung tâm này.
19
Hình 2.2: Sơ đồ dòng thông tin trong hệ thống sản xuất
(Nguồn: [3, 15])
2.2.2.2 Điều độ trong dịch vụ [3, 16]
Để mô tả một tổ chức dịch vụ chung và hệ thống điều độ của nó thì không dễ. Chức
năng điều độ trong một tổ chức dịch vụ có thể gặp nhiều bài toán khác nhau như : đặt
trước các nguồn lực (xe tải, phòng họp, các thiết bị khác) hay điều độ lực lượng lao
động (phân bổ ca làm việc). Thuật toán sử dụng trong môi trường dịch vụ hoàn toàn
khác với thuật toán sử dụng trong sản xuất. Tuy nhiên, điều độ trong cả hai môi trường
phải kết hợp với các hàm ra quyết định khác. Hệ thống thông tin trong môi trường dịch
vụ cũng thường phụ thuộc vào cơ sở dữ liệu của tất cả thông tin liên quan đến khả năng
của các nguồn lực và khách hàng (tiềm tàng).
Hình 2.3 Dòng thông tin và dịch vụ
(Nguồn: [3, 16])
2.2.3 Các ký hiệu
Thời gian xử lý công việc p
ij
: thời gian xử lý p
ij
là thời gian công việc j đang xử
lý trên máy i, ký tự i sẽ bị bỏ qua nếu thời gian xử lý công việc j không phụ
thuộc vào máy i hay nó chỉ được xử lý trên một máy duy nhất. Nếu có một số
công việc xác định j cần một khoảng thời gian xử lý trên một máy, thì ta xem
20
các công việc như một loại hàng j.
Tốc độ sản xuất của sản phẩm j được ký hiệu là q
j
= 1/P
j
Ngày bắt đầu sản xuất của sản phẩm j cũng được xem là ngày sẵn sàng của công
việc j. Nó là thời điểm công việc j vào hệ thống, tức là thời điểm sớm nhất mà
công việc j có thể gia công. Ký hiệu r
j
.
Ngày tới hạn d
j
: ngày tới hạn của công việc j thể hiện ngày cam kết xuất hàng
hay ngày hoàn thành. Hoàn thành công việc sau ngày tới hạn của nó thì được
phép nhưng phải chịu một lượng phạt. Ngày hạn cuối cùng là ngày tới hạn mà ta
cần phải đáp ứng.
Trọng số w
j
: trọng số của công việc j là hệ số độ ưu tiên biểu thị mức độ quan
trọng của công việc j so với các công việc khác trong hệ thống. Nó có thể diễn tả
chi phí để duy trì công việc đó trong hệ thống. Trọng số cũng có thể là chi phí
tồn kho, bảo quản hay nó cũng có thể là một lượng trị gia tăng thêm vào công
việc đó.
Thời gian hoàn thành C
ij
: là thời gian công việc j hoàn tất trên máy i nếu ký tự i
bị bỏ qua thì C
j
là thời gian hoàn thành công việc j, thời điểm công việc j rời hệ
thống.
Thời gian trong hệ thống F
j
: là thời gian mà công việc j còn trong hệ thống.
F
j
= C
j
- r
j
2.2.4 Các loại mô hình máy
2.2.4.1 Mô hình máy đơn [3, 22]
Một số hệ thống sản xuất chú trọng đến mô hình máy đơn chẳng hạn như, khi một nút
cổ chai để xuất hiện trong môi trường nhiều máy thì chuỗi các công việc tại nút cổ chai
sẽ xác định hoạt động của toàn bộ hệ thống. Trong trường hợp này, tất cả các công việc
phía trước và sau của nút cổ chai sẽ được điều độ sau khi điều độ nút cổ chai. Điều này
có nghĩa là bài toán ban đầu đã được đưa về bài toán điều độ máy đơn. Mô hình máy
đơn cũng rất quan trọng trong các phương pháp phân tích, trong đó các bài toán điều độ
trong các môi trường phức tạp đã được chia ra thành các bài toán điều độ dạng máy đơn
nhỏ.
Mô hình máy đơn đã được phân tích kỹ lưỡng dưới tất cả các loại các điều kiện đặc biệt
và các ràng buộc và với nhiều hàm mục tiêu khác nhau. Và kết quả là tạo ta một khối
lượng lớn các qui tắc của nó, mặc dù rất dễ xác định như qui tắc EDD (Earliest Due
Date first) – sắp xếp các công việc theo thứ tự tăng của ngày tới hạn, làm các công việc
có ngày tới hạn gần nhất trước, qui tắc này cực tiểu sự chậm trễ lớn nhất giữa các công
việc.
2.2.4.2 Mô hình máy song song [3, 22]
Một nhóm các máy sắp xếp song song là sự tổng quát hoá của mô hình máy đơn. Trong
nhiều môi trường sản xuất bao gồm nhiều chặng, nhiều workcenter, mà mỗi chặng, mỗi
workcenter là một số các máy móc sắp xếp song song. Các máy móc tại một workcenter
21
phải giống nhau sao cho các công việc khi đến bất kỳ máy nào có sẵn trong workcenter
cũng đều được xử lý. Mô hình máy song song cũng quan trọng như mô hình máy đơn,
nghĩa là nếu có một workcenter nào đó là một nút cổ chai thì sự điều độ tại workcenter
đó sẽ xác định các đặc tính của toàn hệ thống. Nút cổ chai đó có thể được mô hình như
một nhóm các máy song song và được phân tích ngay trên nó.
Tại một số thời điểm nào đó, các máy móc song song có thể không đồng nhất. Một số
máy móc có thể cũ hơn một số máy khác, do đó có thể nó sẽ hoạt động với tốc độ chậm
hơn, hay một máy có thể bảo trì tốt hơn và có thể làm việc với chất lượng cao hơn các
máy khác. Trong trường hợp này, một số công việc có thể được xử lý trên một máy bất
kỳ nào đó trong m máy song song, trong khi các công việc khác chỉ có thể được xử lý
trên một nhóm máy các máy riêng biệt nào đó trong m máy. Khi máy là con người, thì
thời gian xử máy của một thao tác có thể phụ thuộc vào công việc đó cũng như phụ
thuộc vào người điều hành nó. Một nhà điều hành có thể nổi trội về một dạng nào đó
của công việc, trong khi một nhà điều hành khác lại là chuyên gia về một dạng khác của
công việc.
2.2.4.3 Mô hình Flow Shop [3,23]
Trong nhiều môi trường sản xuất hay lắp ráp, các công việc phải trải qua nhiều thao tác
khác nhau trên một số các máy móc khác nhau. Nếu đường đi của các công việc đã
được xác định, nghĩa là tất cả các công việc đến cùng các máy giống nhau và theo cùng
một trật tự môi trường này gọi là flow shop. Các máy móc được thiết lập thành từng đợt,
và khi một công việc hoàn tất trên một máy nó sẽ gia nhập vào hàng đợi ở máy kế tiếp.
Tuy nhiên, nếu một hệ thống vận chuyển vật liệu đưa các công việc từ máy này qua máy
tiếp theo thì một chuỗi các công việc tương tự sẽ được duy trì trong suốt hệ thống.
Trong một số flow shop, nếu một công việc không cần phải xử lý tại một máy
riêng thì nó có thể bỏ qua máy đó và đi vượt qua các công việc đang được xử lý hay
đang đợi xử lý tại các máy đó. Mặc dù các flow shop khác không cho phép bỏ qua. Một
mô hình tổng quát của flow shop là flow shop linh hoạt, mô hình này bao gồm một chuỗi
các chặng (stage), và mỗi chặng bao gồm một số máy song song. Các công việc được sử
lý tại mỗi chặng bất kỳ một máy song song nào.
Ghi chú: : Máy rỗi : Máy bận
: Công việc 1 (J1) : Công việc 2 (J2)
Trong hình 2.4 mô tả quy trình sản xuất của nhà máy có mô hình máy song
song. Các sản phẩm của nhà máy lần lượt qua các cụm máy M1, M2, M3, M4. Trong
các cụm máy này có các máy song song có cùng chức năng. Các sản phẩm chỉ thực hiện
22
J2
J1
Hình 2.4: Mô hình Flow Shop linh hoạt
M2
M1
M3 M4
J1
J2
M1
M2
M3
M4
Hình 2.5: Mô hình Job Shop
M5
gia công trên một máy bất kỳ trong từng cụm máy. Giả sử công việc 1 đến hệ thống
trước công việc 2 khi công việc 1 đến cụm máy M1 chỉ có 2 máy rỗi, do đó công việc 1
có thể chọn một trong hai máy rỗi để gia công. Khi công việc 2 đến hệ thống, nếu công
việc 1 chưa được gia công xong thì trong cụm máy M1 chỉ còn lại một máy trống, do đó
công việc 2 phải gia công trên máy rỗi còn lại trong cụm máy này. Trong trường hợp có
nhiều hơn một máy trống, thì công việc 2 có thể lựa chọn máy bất kỳ trong cụm máy
M1 để thực hiện gia công. Cách lựa chọn máy này cũng xảy ra tương tự khi các công
việc đến các cụm máy trong quy trình gia công của nhà máy.
Hình 2.5 thể hiện mô hình máy Job Shop có 5 máy, M1, M2, M3, M4, M5, và
quy trình gia công của 2 công việc. công việc 1 có quy trình gia công như sau: M1
M3 M2 M5. công việc 2 có quy trình gia công như sau: M2 M3 M4 M5.
Vì hai công việc sử dụng chung máy M2, M3, M5. Xét máy M2, khi máy vừa gia công
xong công việc 1, để có thể thực hiện gia công công việc 2, người công nhân phải setup
lại máy và ngược lại. Do đó, khi máy M2 đang gia công công việc 1, nếu công việc 2
đến, công việc 2 phải vào hàng chờ để chờ máy gia công xong công việc 1 và setup lại
máy trước khi thực hiện gia công công việc 2. Trạng thái này cũng sảy ra đối với các
máy M3, M5. Đối với các máy M1, M4 do chỉ thực hiện gia công một công việc nên sẽ
không có thời gian setup khi công việc đến máy.
2.2.4.4 Mô hình Job Shop [3, 23]
Các job shop đa thao tác thường có nhiều route khác nhau. Các môi trường này được
xem là job shop. job shop là sự tổng quát hóa của flow shop. ( Một flow shop là một job
shop mà trong đó mỗi công việc có một route riêng).
Mô hình job shop đơn giản nhất giả sử rằng một công việc có thể được xử lý
trên một máy riêng một lần trên đường đi của nó qua hệ thống. Mặt khác, một công việc
có thể đến một máy nào đó nhiều lần trên suốt route của nó qua hệ thống. Các công việc
này được xem là một mục tiêu quay vòng, nó biểu thị sự gia tăng độ phức tạp của mô
hình.
Mô hình tổng quát của job shop là job shop linh hoạt với nhiều workcenter, mà
tại mỗi workcenter có nhiều máy xếp song song. Từ một quan sát tổng thể, một job
shop linh hoạt có lặp lại là một môi trường mày phức tạp nhất và rất thông dụng trong
các ngành công nghiệp sản xuất chất bán dẫn. Sự sản xuất các wafer trong ví dụ 1.1.2
(Michael Pinedo & Xiuli Chao, 1999, Operations Scheduling with applications in
Manufacturing and Services, McGRAW-HILL) là một ví dụ cổ điển cho một job shop
linh hoạt, các route của các công việc được sắp xếp theo một trật tự riêng biệt và đòi hỏi
có sự lặp vòng.
2.2.5 Các đặc điểm của quá trình và các ràng buộc [3, 24]
2.2.5.1 Các ràng buộc trước – sau
Trong bài toán điều độ một công việc thường chỉ có thể bắt đầu khi mà một số các công
việc cho trước đã được hoàn thành. Các ràng buộc này được xem như là các ràng buộc
về sự ưu tiên và được mô tả bởi đồ thị các ràng buộc ưu tiên. Mỗi đồ thị ràng buộc ưu
tiên có thể có một cấu trúc riêng biệt, có có thể có dạng chuỗi mắt xích hay dạng cây.
2.2.5.2 Các ràng buộc về lộ trình
Các ràng buộc về lộ trình chỉ rõ đường đi của công việc qua hệ thống, ví dụ như, một
flow shop hay một job shop. Một công việc nào đó có thể bao gồm nhiều thao tác, mà
các thao tác này cần được xử lý trên một số máy riêng biệt theo một trật tự nhất định
nào đó. Các ràng buộc về đường đi rất thường gặp trong môi trường sản xuất.
23
2.2.5.2 Các sự ưu tiên
Trong qua trình sản xuất, có một sự ưu tiên xảy ra làm cho công việc bị ngắt lại với sự
đồng ý của công việc khác, chẳng hạn như, có một yêu cầu cấp bách có độ ưu tiên cao
hơn đến một máy nào đó và ngắt ngang công việc hiện tại. Công việc đó là công việc có
quyền ưu tiên. Có nhiều loại quyền ưu tiên. Tùy thuộc vào dạng ưu tiên, các công việc
đang làm không bị mất đi, mà sau khi làm xong công việc ưu tiên nó sẽ được tiếp tục
ngay tại vị trí nó dừng lại. Dạng này được gọi là lấy lại quyền ưu tiên. Có một dạng
khác là khi làm xong công việc ưu tiên, các xử lý đã làm trước khi có công việc ưu tiên
bị mất đi và ta phải bắt đầu lại. Dạng này gọi là ưu tiên lặp lại.
2.2.6 Các hàm mục tiêu về năng xuất và thời gian hoàn thành các công việc
Đối với nhiều công ty việc cực đại năng xuất là rất quan trọng và các nhà quản lý
thường phải đo lường xem họ làm tốt thế nào. Năng xuất của một nhà máy cũng chính
là tốc độ sản xuất hàng ra, và thường được xác định bởi các nhà máy bottleneck, đó là
các máy có năng xuất thấp nhất so với nhu cầu của chúng. Việc cực đại năng xuất cũng
chính là cực đại năng xuất tại các nhà máy này. Mục tiêu này có thể đạt được bằng
nhiều cách . Trước tiên, nhà điều độ phải chắc chắn rằng các máy bottleneck là không
bao giờ được nghỉ, và luôn luôn có các công việc xếp hàng chờ để được xử lý. Sau đó,
nếu có thời gian setup phụ thuộc vào trình tự các công việc trên các máy bottleneck, nhà
điều độ phải sắp xếp thứ tự các công việc sao cho cực tiểu tổng thời gian setup, hay cực
tiểu thời gian setup trung bình.
Khoảng thời gian hoàn thành các công việc là rất quan trọng khi số lượng công
việc là có hạn. Khoảng thời hoàn thành công việc được ký hiệu là C
j
và được xác định
khi tới thời điểm công việc cuối cùng rời khỏi thệ thống, ta có:
), ,,max(
21max n
CCCC =
Trong đó C
j
là thời gian hoàn thành công việc j. Hàm mục tiêu về thời gian
hoàn thành công việc liên quan chặt chẽ đến hàm mục tiêu về năng xuất. Lấy ví dụ như,
cực tiểu khoảng thời gian hoàn thành công việc trong môi trường máy song song với
thời gian setup phụ thuộc vào công việc làm cho nhà điều độ phải cân bằng tải trên
nhiều máy khác nhau và phải cực tiểu tổng thời gian set up. Phương pháp giải quyết
bằng cách đánh giá kinh nghiệm và qua thực tiễn nhắm đến việc cực tiểu khoảng thời
gian hoàn thành công việc trong môi trường một máy với mội số các công việc nào đó
và nó cũng hướng đến việc cực đại năng xuất sản xuất khi công việc là hằng số trong
các khoảng thời gian.
2.2.7 Thủ Tục Điều Độ Tổng Quát
Nhiều bài toán điều độ sản xuất có thể được mô hình hóa bằng qui hoạch tuyến tính
hoặc giải trực tiếp bằng các giải thuật đã có. Tuy nhiên, rất nhiều bài toán điều độ rất
khó giải, thuộc họ NP-hard. Chúng không thể mô hình hóa bằng qui hoạch tuyến tính và
cũng không có luật hay giải thuật đơn giản để có lời giải tối ưu với thời gian ngắn chạy
máy tính. Thông thường, người ta cố gắng dùng như giải thuật kinh nghiệm để đạt được
các lời giải chấp nhận được hơn là các lời giải tối ưu.
Các giải thuật kinh nghiệm được đánh giá bởi chất lượng và tính hiệu quả. Chất
lượng là sự khác biệt giữa lời giải kinh nghiệm và tối ưu, trong khi hiệu quả liên quan
đến sự cố gắng để đạt được lời giải này. Cả hai tiêu chuẩn này có thể diễn tả bằng lý
thuyết hoặc thực nghiệm.
Một chặn trường hợp xấu nhất (worst-case bound) của tính hiệu quả xác định số
lần tính toán thuật toán phải thực hiện cho bất kỳ bài toán nào cả vài trường hợp đặc
24
biệt. Một thuật toán tốt giới hạn số lần tính toán bằng một hàm tuyến tính theo cỡ bài
toán. Hàm này vẫn chưa được xác định cho một số thuật toán kinh nghiệm, và chúng
phải ước lượng bằng thực nghiệm.
Để đánh giá chất lượng của thuật toán kinh nghiệm theo lý thuyết, nó phải được
chứng minh toán học là cho ra một lời giải trong một phần trăm xác định của lời giải tối
ưu bất chấp bài toán giải quyết là bài toán ví dụ. Nếu chất lượng của thuật toán kinh
nghiệm không thể đánh giá được theo lý thuyết, nó phải được đánh giá thực nghiệm.
Kiểm định thực nghiệm bao gồm việc phát sinh và giải nhiều bài toán ví dụ và
việc phân tích các kết quả. Thời gian trung bình để giải quyết bài toán có thể được xác
định. Sự khác biệt giữa lời giải kinh nghiệm và lời giải tối ưu có thể tìm thấy trong các
ví dụ nhỏ. Đối với các trường hợp không thể giải tối ưu, lời giải kinh nghiệm được so
sánh với một cận của lời giải tối ưu. Nếu có sự khác biệt nhỏ, chất lượng của giải thuật
là tốt. Sự khác biệt lớn có thể gây ra do nới lỏng cận hay chất lượng tồi. Nếu giải thuật
thực hiện tốt trên các ví dụ kiểm định, thì chúng ta cho là nó cũng thực hiện tốt trong
các trường hợp khác. Điều này có thể không đúng cho các trường hợp khác với các ví
dụ kiểm định. Khi áp dụng, lời giải kinh nghiệm được so sánh với lời giải hiện tại.
2.2.8 Điều độ máy đơn
2.2.8.1 Cực tiểu thời gian hoàn thành (Minimizing Flowtime)
Chúng ta giả định là tất cả các công việc được điều độ có sẵn, do đó thời điểm job vào
hệ thống là 0. Nếu chúng ta có n công việc được điều độ 1, 2,…, (n-1), n, tổng thời gian
gia công là:
F =
1
p
+ (p
1
+ p
2
) + (p
1
+ p
2
+ p
3
) +. . . + (p
1
+ p
2
+ . . . + p
n
)
Sắp xếp lại ta có :
F = np
1
+ (n-1)p
2
+ (n-2)p
2
+ . . . + p
n
Từ đây ta thấy công việc ở vị trí thứ nhất phải có thời gian gia công nhỏ nhất, vì
nó được nhân n lần. Tương tự, chúng ta muốn công việc ở vị trí thứ 2 có thời gian gia
công nhỏ kế tiếp, và tiếp tục đặt chúng theo thứ tự giảm của thời gian gia công. Nếu có
sự cân bằng, chúng ta chọn bất kỳ. Thứ tự công việc được sắp theo thứ tự thời gian gia
công nhỏ nhất đến thời gian gia công lớn nhất là trình tự thời gian gia công ngắn nhất –
shortest processing time (SPT). Luật này dường như cực tiểu thời gian gia công, nhưng
nó không tốt lắm.
2.2.8.2 Thời Gian Hoàn Thành Có Trọng Số (Weighted Flowtime)
Đặt w
i
là trọng số hay giá trị của công việc i, trọng số lớn hơn nghĩa là công việc quan
trọng hơn hay có giá trị hơn. Đối với tồn kho trọng số có thể là giá trị của công việc. Giá
trị tồn kho tại bất kỳ một thời điểm là giá trị của công việc đang chờ được gia công. Đặt
[i] là chỉ số của công việc được điều độ tại vị trí thứ i; nếu công việc 3 được điều độ
trước nhất, [1]=3. Thời gian hoàn thành của công việc được điều độ tại vị trí thứ i là
tổng của thời gian gia công của các công việc từ vị trí 1 đến vị trí thứ i, hay C
[i]
= p
[1]
+
p
[2]
+ . . . + p
[i]
. Nếu tất cả các công việc được phát tại thời điểm 0, thì thời gian hoàn
thành cũng là thời gian chúng trong kho. Tổng giá trị của tồn kho cho điều độ là:
∑
+++=
nnii
CwCwCwCw
2211
25