Bài giảng thiết kế hệ thống sản xuất chương 5 hệ thống vận chuyển vật liệu nguyên lý và mô tả thiết bị

Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU:
NGUYÊN LÝ VÀ MÔ TẢ THIẾT BỊ

ột trong những khía cạnh quan
trọng nhất khi thiết kế nhà máy
mới hoặc hiệu chỉnh một nhà máy sẵn có
là phân tích xuyên suốt hệ thống vận
chuyển vật liệu. Vận chuyển vật liệu có
thể chiếm từ 30 – 75 phần trăm tổng chi
phí, và một hệ thống hoạt động hiệu quả
có thể giúp giảm chi phí vận hành của nhà
máy từ 15 – 30 phần trăm. Cách thức vận
chuyển vật liệu có thể quyết định đến yêu
cầu xây dựng nhà máy, yêu cầu sắp xếp bố
trí các phân xưởng, và thời gian cần thiết
để sản xuất một sản phẩm. Khi công nhân
vận chuyển vật liệu, anh ta không làm
tăng giá trị sản phẩm nhưng làm tăng chi
phí sản xuất. Lập kế hoạch xử lý, lưu kho,
và vận chuyển vật liệu có liên kết với quá
trình sản xuất sẽ làm giảm chi phí vận

M

chuyển vật liệu đáng kể. Ví dụ, trong
một dây chuyền lắp ráp, thiết kế hợp lý
là tạo khoảng trống sản xuất dọc theo
dây chuyền lắp ráp, đưa vật liệu với tốc
độ ổn định đến công nhân và gửi chi
tiết hoặc cụm chi tiết lắp ráp đến trạm
sản xuất kế tiếp khi công nhân hoàn

thành công việc của mình.
Trong chương này chúng ta sẽ giới
thiệu về hệ thống vận chuyển vật liệu.
Mục đích của chương này là: giúp
người học hiểu mối quan hệ giữa vận
chuyển vật liệu và bố trí mặt bằng thiết
bị cũng như hiểu sự phức tạp trong việc
thiết kế hệ thống này, mô tả những thiết
bị vận chuyển vật liệu thông dụng nhất
hiện nay.


5.1 ĐỊNH NGHĨA HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU
Có nhiều định nghĩa về hệ thống vận chuyển vật liệu. Định nghĩa dễ
hiểu nhất được cung cấp bởi Học Viện Material Handling Institute (MHI):
“Hệ thống vận chuyển vật liệu bao gồm tất cả các nguyên công cơ bản liên
quan đến vận chuyển các sản phẩm rời rạc, các kiện sản phẩm, các khối lớn
sản phẩm ở trạng thái rắn hoặc bán rắn bằng các phương tiện cơ khí, và
nằm trong giới hạn của nơi sản xuất kinh doanh”.
Định nghĩa này cho thấy vận chuyển vật liệu liên quan đến nhiều
công việc hơn là chỉ di chuyển vật liệu bằng cách sử dụng máy móc. Thứ
nhất, vận chuyển vật liệu liên quan đến di chuyển vật liệu theo chiều ngang
(di dời) và chiều thẳng đứng (nâng), cũng như chất và dỡ hàng hóa. Thứ
hai, “trong giới hạn của nơi sản xuất kinh doanh” ngụ ý rằng sự vận chuyển
này bao gồm cả vận chuyển vật liệu thô đến trạm sản xuất, vận chuyển bán
thành phẩm giữa các trạm sản xuất và vận chuyển sản phẩm hoàn chỉnh
khỏi kho chứa. Định nghĩa này còn phân biệt giữa vận chuyển vật liệu với
vận tải; vận tải là chuyển vật liệu từ nhà cung cấp đến nơi sản xuất kinh
doanh hoặc từ nơi sản xuất kinh doanh đến khách hàng.
Thứ ba, lựa chọn trang thiết bị cũng là một phần công việc của thiết kế

hệ thống vận chuyển vật liệu. Thứ tư, khái niệm “khối lớn” ngụ ý rằng vật
liệu được vận chuyển với khối lượng lớn, không đóng kiện như cát, mùn
cưa, hay than đá. Và cuối cùng, sử dụng phương tiện cơ khí để vận chuyển
vật liệu là lựa chọn được ưa thích hơn mặc dù chi phí đầu tư có thể cao hơn.
Sử dụng nhân công vào những hoạt động vận chuyển vật liệu liên tục là
không hiệu quả và có thể tốn kém; phương tiện cơ khí sẽ sớm thể hiện tính
hiệu quả của nó, đặc biệt trong các xã hội có chi phí nhân công cao.

5.2 CÁC MỤC TIÊU CỦA HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU
Hệ thống vận chuyển vật liệu (MHS) cần phải được nghiên cứu và lập
kế hoạch tỉ mỉ bởi hai yếu tố. Thứ nhất, chi phí cho việc vận chuyển vật
liệu chiếm một phần lớn trong chi phí sản xuất, như đã đề cập trước đó.
Thứ hai, việc vận chuyển vật liệu sẽ ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

đến thiết kế của các trang thiết bị liên quan. Những điều đó dẫn chúng ta
đến những mục tiêu chính của thiết kế hệ thống MHS, đó là giảm chi phí
sản xuất thông qua xử lý vận chuyển vật liệu hiệu quả, hay chi tiết hơn là:
 Làm tăng năng suất bằng cách đảm bảo vật liệu luôn sẵn sàng vào
đúng thời điểm và tại đúng nơi cần thiết.
 Làm giảm chi phí vận chuyển vật liệu
 Cải thiện việc sử dụng trang thiết bị
 Cải thiện độ an toàn và điều kiện làm việc
 Làm đơn giản quá trình sản xuất
 Làm tăng năng suất
Chương này sẽ làm rõ những mục tiêu trên có thể đạt được bằng cách
nào.

5.3

CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU
Xương sống của hệ thống MHS là trang thiết bị máy móc. Có nhiều
loại thiết bị, mỗi loại có những tính năng riêng và có giá thành khác nhau.
Tuy nhiên chúng ta có thể chia tất cả thiết bị ra làm ba loại: băng chuyền,
cầu trục, và xe nâng. Mỗi loại có ưu nhược điểm riêng. Một vài thiết bị sẽ
thích hợp cho một số nhiệm vụ nào đó hơn những thiết bị còn lại. Điều này
phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, đặc tính tự nhiên của nơi làm việc, và
tính chất của quá trình xử lý có sử dụng thiết bị vận chuyển.
Phần này sẽ mô tả ngắn gọn ba loại thiết bị vận chuyển chính. Phần mô
tả chi tiết ở phía cuối chương.
5.3.1. BĂNG CHUYỀN
Băng chuyền được sử dụng để di chuyển vật liệu liên tục trên một
đường dẫn cố định. Có nhiều loại băng chuyền khác nhau như băng chuyền
con lăn, băng chuyền chuyền đai, và băng chuyền máng.
Ưu Điểm của Băng Chuyền
 Năng suất cao của băng chuyền cho phép di chuyển một số lượng
lớn vật liệu.

3


 Tốc độ băng chuyền có thể điều chỉnh được.
 Có thể kết hợp đồng thời với những hoạt động khác như gia công xử
lý và kiểm tra sản phẩm.
 Băng chuyền có tính đa năng và có thể đặt dưới đất hoặc trên cao.
 Có thể đóng vai trò như một nơi lưu trữ tạm sản phẩm giữa các trạm
sản xuất.
 Vận hành tự động và không đòi hỏi sự hỗ trợ của nhiều người.

 Băng chuyền không yêu cầu có đường dẫn thẳng.
 Dễ dàng tận dụng không gian của nơi làm việc bằng cách sử dụng
băng chuyền trên cao.
Nhược Điểm của Băng Chuyền
 Băng chuyền phải theo một đường dẫn cố định, và do vậy nó chỉ
phục vụ cho một khu vực giới hạn.
 Các nút thắt cổ chai có thể xuất hiện trong hệ thống.
 Một bộ phận bất kỳ của dây chuyền bị trục trặc sẽ kéo theo toàn bộ
hệ thống ngừng hoạt động.
 Vì các băng chuyền được đặt cố định, chúng cản trở chuyển động
của các thiết bị lưu động dưới đất.
5.3.2. CẦU TRỤC VÀ TỜI
Cầu trục và tời là những thiết bị trên cao dùng để di chuyển một cách
không liên tục các vật nặng trong một khu vực giới hạn. Chúng ta có các
loại thiết bị cơ bản như cầu trục dạng cầu, cần trục tay quay, cần trục một
ray và tời.
Ưu Điểm của Cầu Trục và Tời





Có khả năng nâng và di chuyển vật liệu.
Ít gây cản trở cho các công việc dưới đất.
Có khả năng vận chuyển các vật rất nặng.
Có thể sử dụng để chất hàng hoặc dỡ hàng.

Nhược Điểm của Cầu Trục và Tời
 Chi phí đầu tư cao (đặc biệt là cầu trục dạng cầu).
 Chỉ phục vụ trong một khu vực giới hạn.

Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

 Một số cầu trục chỉ di chuyển theo đường thẳng và như vậy không
thể đổi hướng (ví dụ rẽ ngoặt).
 Hệ số khai thác có thể không cao như mong muốn vì cầu trục chỉ
được sử dụng trong một khoảng thời gian ngắn trong ngày.
 Một số loại cầu trục, chẳng hạn cầu trục dạng cầu, yêu cầu phải có
người điều khiển.
Chúng ta thấy cầu trục được sử dụng nhiều ở những nơi như nhà máy
đóng tàu, hoặc các nhà máy sản xuất công nghiệp nặng.
5.3.3. XE NÂNG
Chúng ta có các loại như xe nâng, xe đẩy, xe kéo, và thiết bị dẫn
hướng tự động.
Ưu Điểm của Xe Nâng
 Chúng có thể được sử dụng bất cứ đâu trên nền nhà xưởng nơi
không gian cho phép.
 Có thể chất hàng, dỡ hàng, nâng và chuyển vật liệu.
 Hệ số sử dụng cao.
Nhược Điểm của Xe Nâng
 Chúng không thể nâng những vật quá nặng.
 Giới hạn sức chứa cho mỗi chuyến hàng.
 Yêu cầu phải có hành lang, lối đi; nếu không xe nâng sẽ gây trở ngại
cho công việc trên nền nhà xưởng.
 Hầu hết xe nâng phải có người vận hành.
 Xe nâng không cho phép kết hợp song song với các hoạt động xử lý
gia công hay kiểm tra sản phẩm.

5.4 CÁC MỨC ĐỘ CƠ KHÍ HÓA

Vận chuyển vật liệu có thể được thực hiện hoàn toàn thủ công hay
hoàn toàn tự động hóa. Chúng ta có các mức độ cơ khí hóa khác nhau tồn
tại giữa hai loại hình trên. Sự phân loại mức độ cơ khí hóa của hệ thống vận
chuyển vật liệu được căn cứ vào nguồn phát lực vận chuyển và mức độ liên

5


quan của con người và máy tính trong vận hành thiết bị. Các mức độ cơ khí
hóa có thể phân loại như sau:
1. Thủ công và phụ thuộc vào nỗ lực cơ bắp: Mức độ này gồm các thiết
bị vận hành thủ công như xe đẩy.
2. Cơ khí hóa: Thay vì dùng cơ bắp, lực (máy) được sử dụng để điều
khiển thiết bị. Một số xe nâng, băng chuyền, và cầu trục thuộc loại
này. Nhân công được sử dụng để vận hành thiết bị chứ không phải
để cung cấp lực vận chuyển.
3. Cơ khí hóa có tích hợp máy tính: (mở rộng của chức năng số hai).
Chức năng của máy tính là ghi lại những dữ kiện về di chuyển và
vận hành.
4. Tự động hóa: Giảm thiểu sự can thiệp của con người vào điều khiển
và vận hành thiết bị, và hầu hết các chức năng được thực hiện bởi
máy tính. Chúng ta có các ví dụ như băng chuyền, thiết bị dẫn hướng
tự động, và AS/RS (automated storage/retrieval system). Thiết bị sẽ
nhận được các lệnh hướng dẫn từ bàn phím, nút bấm, băng hay máy
đọc thẻ.
5. Tự động hóa hoàn toàn: Mức độ này cũng tương tự như mức độ
bốn, nhưng máy tính thực hiện việc điều khiển trực tuyến, như vậy
loại bỏ nhu cầu can thiệp của con người.
Chi phí và độ phức tạp của thiết kế hệ thống vận chuyển sẽ tăng khi
mức độ cơ khí hóa tăng. Tuy nhiên, chúng ta có thể đạt được hiệu quả vận

hành cao đồng thời tiết kiệm chi phí nhân công.
Ưu điểm của việc cơ khí hóa còn là sự gia tăng tốc độ vận chuyển vật
liệu, từ đó giảm được thời gian sản xuất nói chung; giảm sự mệt nhọc công
việc và cải thiện an toàn sản xuất; kiểm soát tốt hơn dòng luân chuyển vật
liệu, giảm chi phí nhân công; và theo dõi tốt hơn tình trạng tồn kho của vật
liệu.
Cũng có một số nhược điểm khi chúng ta tăng mức độ cơ khí hóa. Ví
dụ, cơ khí hóa đòi hỏi chi phí đầu tư cao, phải huấn luyện nhân viên vận
hành và nhân viên bảo trì bảo dưỡng, và làm giảm độ linh hoạt sản xuất do
các thiết bị là thiết bị chuyên dùng. Như vậy chúng ta cần xem xét cẩn thận
ưu nhược điểm của từng hệ thống trước khi lựa chọn. Việc chuyển đổi loại
hình vận hành sẽ rất tốn kém và mất nhiều thời gian.


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

Khái niệm “đơn vị vận chuyển” được sử dụng trong nhà máy đóng vai
trò quan trọng trong việc định nghĩa vật cần vận chuyển. Mức độ cơ khí hóa
sẽ ảnh hưởng đơn vị vận chuyển; ngược lại, đơn vị vận chuyển đã được
định nghĩa sẽ tác động đến mức độ cơ khí hóa có thể đạt được.

5.5

KHÁI NIỆM ĐƠN VỊ VẬN CHUYỂN
Khái niệm đơn vị vận chuyển phụ thuộc vào thực tế rằng việc vận
chuyển chi tiết và vật liệu theo các nhóm sẽ kinh tế hơn là vận chuyển riêng
lẻ. Đơn vị vận chuyển được định nghĩa là một số lượng chi tiết được sắp
xếp theo hình thức nào đó để chúng có thể được vận chuyển như một đối
tượng riêng lẻ. Điều này có thể đạt được bằng cách pa-lết hóa, khối hóa và
container hóa việc vận chuyển hàng hóa.

Pa-lết hóa là việc sắp xếp và cố định các chi tiết riêng lẻ lên một khay
(tấm) và vận chuyển bằng xe nâng hay cầu trục. Khối hóa cũng là sắp xếp
hàng hóa, nhưng dưới dạng một khối. Không giống như pa-lết hóa, chúng
ta cần dùng thêm vật liệu bổ sung để đóng gói, bao bọc các chi tiết lại thành
một khối (đơn vị) hoàn chỉnh. Đơn vị vận chuyển sau đó có thể được xử lý
bởi xe nâng, băng chuyền, hay cầu trục phụ thuộc vào kích cỡ và trọng
lượng. Container hóa là sắp xếp các chi tiết vào một thùng hay một hộp. Nó
rất phù hợp cho việc vận chuyển bằng băng chuyền, đặc biệt cho các chi tiết
nhỏ.
Mỗi loại đơn vị vận chuyển sẽ thích hợp nhất trong một số trường hợp
nhất định. Ví dụ, pa-lết thích hợp nhất cho việc sắp xếp các chi tiết giống
nhau và có hình dạng đều đặn. Các chi tiết với kích cỡ và hình dạng khác
nhau có thể được nhóm lại trong một container. Một cách tổng quan, những
yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại đơn vị vận chuyển là trọng lượng,
kích thước, và hình dạng của vật liệu; tính tương thích với thiết bị vận
chuyển vật liệu; chi phí mua sắm (pa-lết, conainer); và các tính năng bổ
sung cung cấp bởi loại đơn vị vận chuyển chẳng hạn như đóng gói và bảo
vệ vật liệu bên trong.
Sử dụng đơn vị vận chuyển có ưu và nhược điểm. Ưu điểm đó là sử
dụng đơn vị vận chuyển cho phép di chuyển một số lượng lớn vật liệu, và
như vậy giảm tần số vận chuyển và giảm chi phí. Tốc độ xếp hàng và bốc

7


dỡ hàng cũng tăng lên, và tương ứng là giảm thời gian xử lý. Cung cấp tính
năng bảo vệ chống lại hư hỏng vật liệu.
Nhược điểm là chi phí có thể cao nếu yêu cầu một số lượng lớn đơn vị
vận chuyển, đặc biệt nếu các container không thể tái sử dụng nhiều lần. Các
thiết bị bốc dỡ hàng hóa có thể khác loại với những thiết bị có sẵn trên thị

trường. Khi được sử dụng để vận chuyển hàng hóa đến khách hàng, chúng
ta sẽ gặp vấn đề ở việc vận chuyển trở lại các pa-lết và container trống nếu
chúng được tái sử dụng.

5.6

CÁC NGUYÊN LÝ VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU
Thiết kế và vận hành một hệ thống vận chuyển vật liệu là một nhiệm
vụ phức tạp bởi vì có rất nhiều vấn đề liên quan. Không có những quy tắc
rõ ràng có thể tuân theo để đạt được một hệ thống vận chuyển hiệu quả.
Tuy nhiên, có một vài hướng dẫn giúp giảm chi phí và cải thiện năng suất
của hệ thống. Những hướng dẫn này được biết như là những nguyên lý của
vận chuyển vật liệu. Hai mươi nguyên lý vận chuyển vật liệu được liệt kê
trong Bảng 5.1. Chúng thể hiện kinh nghiệm của những người làm việc
trong lĩnh vực thiết kế và vận hành những hệ thống này.

Nguyên lý
1. Lập kế hoạch

Mô Tả
Lập kế hoạch tất cả các hoạt động lưu kho và vận chuyển vật liệu để
đạt được hiệu quả vận hành cao nhất

2. Dòng hệ thống

Tích hợp càng nhiều hoạt động vận chuyển có thể được vào hệ thống
vận hành bao gồm cung cấp, nhận, lưu kho, sản xuất, kiểm tra, đóng
gói, vận chuyển, và khách hàng.

3. Dòng vật liệu

Cung cấp một trình tự vận hành và bố trí mặt bằng thiết bị tối ưu hóa
dòng vật liệu.

4. Sự đơn giản

Đơn giản hóa quá trình vận chuyển bằng cách giảm thiểu, loại bỏ,
hay kết hợp những di chuyển và/hoặc thiết bị không cần thiết.

5. Trọng lực

Sử dụng trọng lực để di chuyển vật liệu bất cứ khi nào có thể.


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

6. Tận dụng
không gian

Tối ưu hóa sử dụng không gian nhà xưởng.

7. Kích thước đơn
vị vận chuyển

Tăng số lượng, kích thước, hay khối lượng của đơn vị vận chuyển
hay nhịp vận chuyển.

8. Cơ khí hóa

Cơ khí hóa hoạt động vận chuyển vật liệu.

9. Tự động hóa

Tự động hóa các chức năng sản xuất, xử lý, và lưu kho.

10. Lựa chọn thiết
bị

Trong lựa chọn thiết bị, cân nhắc tất cả các khía cạnh về vật liệu cần
vận chuyển, vấn đề di chuyển, và phương pháp được sử dụng.

11. Tiêu chuẩn
hóa

Tiêu chuẩn hóa phương pháp vận chuyển cũng như kích cỡ và loại
thiết bị vận chuyển.

12. Thích ứng

Sử dụng các phương pháp và thiết bị có thể hoàn thành nhiều loại
nhiệm vụ và ứng dụng.

13. Trọng lượng
chế tạo

Giảm tỉ lệ giữa trọng lượng chế tạo của thiết bị vận chuyển di động
và tải trọng hàng hóa.

14. Tận dụng

Lập kế hoạch tối ưu hóa sử dụng trang thiết bị và nguồn lực

15. Bảo trì

Lập kế hoạch bảo trì phòng ngừa và sửa chữa tất cả thiết bị vận
chuyển.

16. Lạc hậu

Thay thế tất cả các phương pháp và trang thiết bị lạc hậu.

17. Kiểm soát

Sử dụng các hoạt động vận chuyển vật liệu để cải thiện việc kiểm
soát sản xuất, tồn kho, và đặt hàng.

18. Năng suất

Sử dụng thiết bị vận chuyển giúp đặt được năng suất sản xuất như
mong muốn.

19. Hiệu quả

Tính toán hiệu quả của thiết bị vận chuyển dựa trên chi phí cho một
đơn vị vận chuyển

20. An toàn

Cung cấp những phương pháp và phương tiện thích hợp cho làm việc
an toàn

9


Những nguyên tắc này cũng có thể được diễn giải theo một cách khác
để mô tả cách chúng ta đạt được mục tiêu. Ví dụ, để giảm chi phí vận
chuyển, chúng ta nên cắt giảm những hoạt động vận chuyển không cần thiết
bằng cách việc lập kế hoạch vận chuyển vật liệu; bằng cách vận chuyển
chúng đến nơi yêu cầu mà không bị dừng giữa chừng; bằng cách sử dụng
các thiết bị vận chuyển thích hợp như xe nâng, pa-lết, hộp, và băng chuyền;
bằng cách thay thế các thiết bị lạc hậu bằng thiết bị mới năng suất cao hơn;
bằng cách giảm tỉ lệ giữa trọng lượng chế tạo (pa-lết, hộp) và tải trọng.
Chúng ta cũng có thể sử dụng các đơn vị vận chuyển và di chuyển càng
nhiều chi tiết trong một lần càng tốt.
Chúng ta có thể tăng năng suất bằng cách giảm thời gian chờ của
người vận hành thiết bị; bằng cách chỉ vận chuyển vật liệu thô và cụm lắp
rắp khi nào cần; và bằng cách duy trì nhịp vận chuyển vật liệu ở mức hợp lý
phù hợp với nhịp xử lý công việc của người vận hành.
Chúng ta có thể tăng hiệu suất làm việc của công nhân bằng cách loại
bỏ những hoạt động không sinh lợi; bằng cách loại những chi tiết hư hỏng
trước khi chúng đến trạm làm việc; bằng cách không sử dụng các thiết bị
không đạt tiêu chuẩn và lạ thường; và bằng cách liên kết vận chuyển vật
liệu xuyên suốt toàn nhà máy.
Chúng ta có thể tăng diện tích sử dụng của nhà xưởng bằng cách sử
dụng các thiết bị vận chuyển vật liệu và lên kế hoạch sản xuất sao cho
lượng hàng tồn kho đặt trên sàn là tối thiểu; bằng cách lưu trữ vật liệu tại
những nơi không cản trở sản xuất (ví dụ, vật liệu không nên được chất đống
gần máy móc vì nó gây cản trở quá trình làm việc của công nhân); và bằng
cách bố trí mặt bằng sản xuất cho phép vật liệu lưu chuyển nhịp nhàng giữa
các trạm sản xuất.

Tai nạn lao động có thể được giảm bằng cách sử dụng thiết bị vận
chuyển có tính năng an toàn cho việc nâng và di chuyển vật liệu nặng, và
bằng cách sử dụng trọng lực để di chuyển vật liệu bất cứ khi nào có thể.
Chúng ta áp dụng những nguyên lý này như thế nào? Có một số ứng
dụng dễ nhận biết. Ví dụ, để áp dụng nguyên lý trọng lực, chúng ta sử dụng
cầu trượt. Để áp dụng nguyên lý an toàn, chúng ta giảm thiểu hoặc loại bỏ
việc vận chuyển vật liệu bằng thủ công có thể gây thương tích. Đối với
nguyên lý tận dụng không gian nhà xưởng, chúng ta có thể đóng thùng các


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

chi tiết lại và sử dụng thiết bị nâng trên cao. Với nguyên lý kích thước vận
chuyển, sử dụng container hay pa-lết để di chuyển cụm chi tiết. Để áp dụng
nguyên lý tận dụng, lựa chọn thiết bị có khả năng hoàn thành nhiều nhiệm
vụ tại nhiều khu vực khác nhau, như vậy sẽ trách được tình trạng để không
thiết bị.
5.6.1. TÍNH TƯƠNG THÍCH CỦA CÁC NGUYÊN LÝ
Các nguyên lý vận chuyển vật liệu có tính tương thích với nhau và với
những mục tiêu của vận chuyển vật liệu. Mục vài nguyên lý nếu đạt được
sẽ giúp đạt được những nguyên lý còn lại. Chẳng hạn, chúng ta nghiên cứu
ví dụ sau.
Nếu được áp dụng đúng cách, nguyên lý lựa chọn thiết bị và nguyên lý
thích ứng sẽ giúp đạt được nguyên lý tận dụng, bởi vì trong trường hợp này
chỉ những thiết bị cần thiết mới được lựa chọn, và như vậy hiếm khi chúng
ở tình trạng để không.
Nguyên lý cơ khí hóa sẽ làm giảm các công việc thủ công, và như vậy
giảm các nguy cơ thương tích và giúp đạt được nguyên lý an toàn.
Nguyên lý kích thước đơn vị vận chuyển và lựa chọn thiết bị sẽ giúp
đạt được nguyên lý tận dụng. Sử dụng đơn vị vận chuyển sẽ cho phép đóng

gói chi tiết và như vậy sẽ giúp giảm không gian chiếm dụng. Việc lựa chọn
thiết bị vận chuyển trên cao sẽ tiết kiệm không gian nhà xưởng cho những
mục đích khác.
5.6.2. NHỮNG KHÓ KHĂN TRONG ỨNG DỤNG NGUYÊN LÝ
Những người thiết kế hệ thống MHS thường được khuyên phải đi theo
những nguyên lý trên. Tuy nhiên, trong một số trường hợp họ không có khả
năng ứng dụng chúng một cách triệt để bởi vì một số nguyên nhân, chẳng
hạn như giới hạn về kinh phí đầu tư, về thông số vật lý của nhà xưởng, và
về công suất của thiết bị.
Sự giới hạn về mặt kinh tế có thể cản trở người kỹ sư thiết kế một hệ
thống có mức độ cơ khí hóa cao hay việc áp dụng vào các nguyên lý bảo
dưỡng. Thông số vật lý của nhà xưởng chẳng hạn như chiều cao trần nhà, vị
trí các cột, số lượng và chiều rộng các lối đi có thể ảnh hưởng đến nguyên
lý trọng lực, tận dụng không gian cũng như dòng vật liệu. Công suất và

11


kiểu loại thiết bị có thể ảnh hưởng đến nguyên lý tận dụng không gian, kích
thước đơn vị vận chuyển, và tận dụng.

5.7

CHI PHÍ CHO HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU
Những chi phí chính liên quan đến thiết kế và vận hành hệ thống vận
chuyển vật liệu là:
 Chi phí thiết bị, bao gồm chi phí mua sắm và lắp đặt máy móc và các
trang thiết bị phụ trợ.
 Chi phí vận hành, bao gồm chi phí bảo trì, nhiên liệu, và chi phí
nhân công (gồm tiền lương và tiền bồi thường tai nạn).

 Chi phí mua sắm đơn vị vận chuyển, là chi phí liên quan đến việc
mua sắm container, pa-lết.
 Chi phí phát sinh cho đóng gói vật liệu và vật liệu bị hư hỏng.
Giảm các loại chi phí trên là một trong những mục tiêu chính của hệ
thống vận chuyển. Có một số cách để đạt mục tiêu này. Ví dụ, chúng ta có
thể giảm thời gian để không của thiết bị. Việc tận dụng tốt thiết bị sẽ giúp
loại bỏ nhu cầu mua sắm thêm các đơn vị vận chuyển. Chúng ta có thể
giảm tối thiểu việc xử lý lập lại một vật liệu và nhầm lẫn, như vậy giảm chi
phí vận hành. Chúng ta có thể bố trí các phân xưởng liên quan với nhau gần
nhau để rút ngắn khoảng cách vận chuyển. Chúng ta có thể giảm số lần phải
sửa chữa thiết bị bằng cách lập kế hoạch bảo trì trước. Chúng ta nên sử
dụng các thiết bị thích hợp để giảm thiểu hư hỏng vật liệu và sử dụng đơn
vị vận chuyển bất cứ khi nào có thể. Nguyên lý trọng lực nên được sử dụng
bất cứ khi nào có thể, bởi vì nó có thể làm giảm chi phí vận hành. Chúng ta
nên loại bỏ những thói quen không an toàn của công nhân như nâng các vật
nặng; như vậy sẽ giảm nguy cơ chấn thương và giảm được chi phí đền bù
tai nạn. Chúng ta có thể giảm sự thay đổi quá nhiều trong kiểu loại thiết bị,
như vậy sẽ giúp loại bỏ nhu cầu về kho chứa phụ tùng thay thế và các chi
phí liên quan. Chúng ta có thể thay thế các thiết bị lỗi thời bằng cái mới khi
các khoản tiết kiệm nếu sử dụng máy mới là hợp lý.


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

5.8

MỐI QUAN HỆ GIỮA VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU VÀ BỐ TRÍ
MẶT BẰNG
Trong một hệ thống sản xuất, không có hai yếu tố nào ảnh hưởng
mạnh lẫn nhau giống như bố trí mặt bằng thiết bị và vận chuyển vật liệu.

Mối quan hệ giữa chúng gồm có các dữ liệu đòi hỏi cho việc thiết kế,
những mục tiêu chung, hiệu quả sử dụng không gian nhà xưởng, và dòng
luân chuyển. Những vấn đề về bố trí mặt bằng thiết bị đòi hỏi các kiến thức
về chi phí vận hành máy móc, từ đó bố trí các phân xưởng theo hình thức
nào đó để giảm chi phí vận chuyển vật liệu. Trong thiết kế hệ thống vận
chuyển, chúng ta cần biết trước bố trí mặt bằng thiết bị để có các thông số
về chiều dài vận chuyển, thời gian vận chuyển, và điểm bắt đầu – kết thúc
của việc vận chuyển. Bởi vì tính phụ thuộc này của hai vấn đề, nhiều kỹ sư
thiết kế rất căng thẳng khi cố gắng giải quyết chúng cùng lúc. Tuy nhiên,
cách tốt nhất là bắt đầu với một vấn đề, sử dụng giải pháp tìm ra được để
giải quyết vấn đề còn lại, sau đó trở lại và hiệu chỉnh vấn đề đầu tiên dựa
trên thông tin mới đạt được từ cái thứ hai, và cứ tiếp tục như vậy cho đến
khi đạt được một thiết kế hoàn thiện.
Bố trí mặt bằng và vận chuyển vật liệu có chung mục tiêu là tối thiểu
hóa chi phí. Chi phí vận chuyển vật liệu có thể được giảm bằng cách sắp
xếp các phân xưởng liên quan gần nhau để giảm khoảng cách vận chuyển.
Tính toán dòng vận chuyển là một vấn đề chung cho cả hai và sẽ được thảo
luận ở trang tiếp theo.
Thêm vào đó, vận chuyển vật liệu và bố trí mặt bằng ảnh hưởng lẫn
nhau ở các khía cạnh tận dụng và đòi hỏi không gian. Các xe nâng có kích
thước gọn và có khả năng tải hàng ở bên hông sẽ không yêu cầu những lối
đi rộng. Thiết bị nâng trên cao sẽ không chiếm diện tích sàn nhà xưởng.
Xếp chồng các chi tiết càng cao càng tốt bằng cách sử dụng đơn vị vận
chuyển thích hợp sẽ giúp tận dụng không gian. Các xe nâng có khả nâng di
chuyển chi tiết lên đến độ cao hợp lý sẽ giúp tận dụng không gian. Việc này
cũng có thể đạt được bằng cách sử dụng các sàn lửng, nhà kho cao tầng để
lưu trữ vật liệu.

13

Cuối cùng, tính chất vật lý của nhà xưởng, chẳng hạn chiều rộng lối đi,
chiều cao trần, và chiều cao cột sẽ ảnh hưởng đến lựa chọn thiết bị và đoạn
đường di chuyển của chúng.

5.9

THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU
Thiết kế MHS là một trong những nhiệm vụ quan trọng và khó khăn
nhất mà một kỹ sư phải đương đầu bởi vì MHS có tác động lớn đến chi phí
và hiệu quả sản xuất. Không có những bước đi tiêu chuẩn nào trong thiết kế
MHS, mặc dầu vậy chúng ta có những quy trình tổng quát có thể được làm
theo. Quy trình này là một vòng lặp; người thiết kế phải nghiên cứu tới lui
giữa những bước thiết kế cho tới khi đạt được một thiết kế hoàn chỉnh và có
thể tích hợp được. Trong quá trình này, kinh nghiệm và tranh luận là hai
việc cần thiết và không thể thiếu.
Công việc thiết kế một hệ thống vận chuyển vật liệu gồm có lựa chọn
trang thiết bị, lựa chọn đơn vị vận chuyển, phân bổ thiết bị cho việc vận
chuyển, và tính toán quãng đường di chuyển của chúng. Có ba thành phần
của thiết kế được thể hiện trong phương trình được biết đến như là phương
trình vận chuyển vật liệu. Phương trình này không có quan hệ về đơn vị
giữa các thành phần và được thể hiện như sau:
Vật liệu + Vận chuyển = Phương pháp
Những vấn đề liên quan đến vật liệu gồm có loại vật liệu, kích thước,
hình dáng, số lượng, và trọng lượng. Về vận chuyển, vấn đề liên quan đến
nơi xuất phát và nơi đến, chiều dài, tần số, và thời gian vận chuyển. Quyết
định phương pháp vận chuyển vật liệu – đó là, lựa chọn thiết bị và đơn vị
vận chuyển – phụ thuộc vào thông tin đạt được từ việc nghiên cứu vật liệu
và vận chuyển. Lựa chọn thiết bị thông thường là nhiệm vụ quan trọng và
khó khăn nhất trong thiết kế MHS bởi vì chi phí đầu tư mua sắm thiết bị rất

lớn và chúng ta không thể thay đổi đảo ngược tình hình một khi quyết định
đã được ban hành và thực thi.


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

5.10

NHỮNG KHÓ KHĂN TRONG THIẾT KẾ MHS
Những khó khăn trong việc thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu, đặc
biệt trong lựa chọn thiết bị, là rất nhiều và có thể được quy về một số yếu
tố. Những yếu tố quan trọng nhất đó là:
1. Mối tương quan giữa vận chuyển vật liệu và bố trí mặt bằng thiết bị,
như đã giải thích ở phần trước, là rất quan trọng.
2. Sự hiện diện nhiều thiết bị với công suất và giá thành khác nhau
khiến việc đánh giá và so sánh chúng trở thành nhiệm vụ rất khó
khăn. Chắc chắn điều này sẽ dẫn đến việc chúng ta bỏ sót một vài
lựa chọn tốt.
3. Một vài đặc tính của thiết bị rất khó để đánh giá, khó về so sánh giữa
những loại thiết bị khác nhau hay khi đưa vào mô phỏng phân tích.
Ví dụ về những đặc tính khó đánh giá đó là tính linh hoạt của thiết
bị, tính tiện dụng và lực đòi hỏi để di chuyển vật liệu.
4. Mặc dù mục tiêu chung nhất của việc thiết kế là đảm bảo một hệ
thống với chi phí nhỏ nhất, những mục tiêu khác cũng cần phải cân
nhắc. Đáng kể nhất trong đó là tận dụng tối đa thiết bị, giảm thiểu sự
khác nhau giữa các loại thiết bị, và an toàn lao động.
5. Việc áp dụng mô phỏng phân tích để xử lý các vấn đề trong thiết kế
có thể đòi hỏi một lượng rất lớn các tính toán mà không có gì đảm
bảo cho một hệ thống tối ưu hóa. Ví dụ, trong lựa chọn thiết bị, khi
tiến hành phân tích, sẽ dẫn tới kết quả là có tối đa pq kết hợp để

đánh giá, trong đó p là số lượng chủng loại thiết bị và q là vận
chuyển. Nếu chúng ta phải xem xét nhiều vận chuyển và/hoặc nhiều
chủng loại thiết bị thì pq có thể khá lớn.
6. Một vài dữ liệu cho thiết kế hệ thống, chẳng hạn như thời gian di
chuyển và chi phí vận hành thiết bị, không thể biết chính xác trừ khi
hệ thống đã đi vào hoạt động. Như vậy các dữ liệu đó phải được ước
lượng, đây không phải là nhiệm vụ dễ dàng, và ước lượng quá xa
thực tế có thể dẫn đến kết quả là có nhiều hiệu chỉnh sau khi hệ
thống đã được lắp đặt và vận hành.

15


5.11

CÁC BƯỚC THIẾT KẾ HỆ THỐNG MHS
Nói một cách tổng quan, các bước cần tuân theo khi thiết kế một hệ
thống vận chuyển vật liệu như sau, giả thiết rằng bản vẽ bố trí mặt bằng
thiết bí đã hoàn thành.
1. Trình bày chức năng mong đợi của hệ thống vận chuyển – cho dù đó
là hệ thống vận chuyển vật liệu cho một nhà kho với các chức năng
lưu trữ, đóng gói, kiểm tra, và vận chuyển đến khách hàng hay là hệ
thống vận chuyển cho một hệ thống sản xuất với các chức năng vận
chuyển chi tiết hay các cụm chi tiết từ trạm sản xuất này đến trạm
sản xuất khác. Sẽ rất hữu ích nếu chúng ta biết được loại hệ thống
sản xuất ở đây (sản xuất, xử lý, nhóm công nghệ, hoặc bất kỳ loại
nào khác).
2. Thu thập những thông tin cần thiết về vật liệu, chẳng hạn đặc tính
của nó và số lượng liên quan. Dữ liệu về số lượng có thể được tổng
hợp dưới dạng biểu đồ.

3. Xác định các yếu tố vận chuyển, nơi xuất phát và đích đến, quảng
đường đi, và chiều dài vận chuyển.
4. Quyết định hệ thống vận chuyển vật liệu cơ bản sẽ sử dụng và mức
độ tự động hóa mong muốn. Ở đây, ý tưởng là thiết lập một hệ thống
vận chuyển, có thể là băng chuyền, xe nâng, hay cầu trục phù hợp
nhất cho hoàn cảnh.
5. Tiến hành sàng lọc bước đầu một số trang thiết bị thích hợp và lựa
chọn một số thiết bị tiêu biểu trong đó. Đánh giá các thiết bị dựa trên
tiêu chi giá thành và khả năng sử dụng. Luôn luôn chọn thiết bị phù
hợp với đặc tính vật liệu.
6. Lựa chọn một số đơn vị vận chuyển phù hợp và phải đảm bảo chúng
phù hợp với đặc tính của vật liệu và thiết bị.
Các bước trên trình bày thì dễ nhưng làm theo thì rất khó. Chúng ta cần
lặp lại các bước trên nhiều lần cho đến khi tính tương thích giữa các thành
phần của phương trình vận chuyển vật liệu được đảm bảo. Có nhiều yếu tố
ảnh hưởng đến người thiết kế trong việc ra quyết định tại mỗi bước. Những
yếu tố quan trọng được trình bày ngắn gọn ở đây.
 Chi phí mua sắm trang thiết bị và đơn vị vận chuyển cũng như lượng
tiền mặt có sẵn của công ty. Yếu tố này ảnh hưởng đến mức độ cơ
khí hóa đạt được trong thiết kế.


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

 Tính chất vật lý của nhà xưởng và không gian có thể sử dụng được.
Chiều rộng lối đi và số lượng lối đi sẽ bị ảnh hưởng bởi không gian
có thể sử dụng được, và từ đó sẽ ảnh hưởng đến những quyết định
liên quan đến thiết bị lưu động. Thiết bị trên cao có thể được xem
xét hoặc không, phụ thuộc vào chiều cao trần nhà xưởng.
 Quan điểm của ban lãnh đạo về an toàn lao động và sức khỏe công

nhân sẽ ảnh hưởng đến mức độ liên quan của công nhân vận chuyển
vật liệu đến công việc.
 Mức độ liên hệ giữa vận chuyển và xử lý vật liệu.
Trong suốt quá trình thiết kế, những mục tiêu và nguyên lý của vận chuyển
vật liệu phải luôn được ghi nhớ. Càng đạt được nhiều mục tiêu và nguyên
lý sẽ càng làm thiết kế trở nên hoàn thiện. Trong khi không có một tiêu
chuẩn nào đo lường chất lượng thiết kế, một thiết kế hệ thống vận chuyển
vật liệu tốt phải có hầu như toàn bộ hoặc toàn bộ các đặc tính sau:
 Tổ chức tốt.
 Vận chuyển kết hợp với xử lý vật liệu bất cứ khi nào có thể.
 Cơ khí hóa bất cứ khi nào có thể.
 Giảm thiểu vận chuyển vật liệu thủ công.
 Giảm thiểu việc công nhân sản xuất phải vận chuyển vật liệu.
 An toàn.
 Bảo vệ vật liệu vận chuyển.
 Giảm thiểu sự thay đổi trong chủng loại thiết bị.
 Tận dụng thiết bị tối đa.
 Giảm thiểu sự lần tìm ngược, vận chuyển, di dời.
 Giảm thiểu sự tắc nghẽn hay trì hoãn.
 Tính kinh tế.

17


5.12

PHÂN TÍCH MỘT HỆ THỐNG MHS HIỆN HỮU
Phân tích một hệ thống vận chuyển vật liệu hiện hữu nghĩa là xem xét
liệu hệ thống đang hoạt động hiệu quả không tạo ra bất kỳ điểm thắt cổ chai
hay nhiều hàng tồn kho và đang vận chuyển vật liệu đúng thời điểm và

đúng nơi. Những vấn đề trong một hệ thống vận chuyển hiện hữu sẽ rất rõ
rết nếu chúng ta quan sát thấy một hay nhiều hiện tượng liệt kê dưới đây:
 Lần tìm ngược trong dòng vật liệu.
 Cản trở dòng vật liệu.
 Lối đi bừa bộn.
 Ga bốc dỡ hàng hóa lộn xộn.
 Kho hàng không có tổ chức.
 Phế liệu vượt mức cho phép.
 Vận chuyển quá nhiều chi tiết riêng lẻ.
 Nhiều hoạt động vận chuyển thủ công.
 Nhiều sự đi lại.
 Không thể sử dụng nguyên lý trọng lực.
 Nhiều nguyên công rời rạc.
 Chi phí nhân công gián tiếp cao.
 Nhiều máy móc để không, không dùng đến.
 Sử dụng công nhân lành nghề không hiệu quả.
 Thiếu thể tích kho chứa
 Thiếu phụ tùng cung cấp
 Vật liệu chất đống trên sàn
 Không có sự tiêu chuẩn hóa
 Có quá nhiều người tại một nơi
 Quản lý kém
 Kiểm soát vật tư tồn kho kém
 Sản phẩm bị hư hỏng
 Vận chuyển lòng vòng
 Khu vực phục vụ ở vị trí không tiện lợi
 Xe nâng bị trì hoãn
 Nhiều công việc vận chuyển có hai người tham gia
Một ý tưởng hay là kiểm tra toàn bộ hệ thống vận chuyển vật liệu trong
nhà máy với một bảng liệt kê danh mục cần kiểm tra tương tự như Bảng 5.2

Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

và tìm ra vấn đề. Bảng liệt kê được phát triển bởi MHI; tuy nhiên, chúng ta
có thể phát triển một bảng liệt kê chi tiết hơn cho nhà máy cụ thể của mình.
Một khi khu vực có vấn đề đã được khoanh vùng, chúng cần phải được
kiểm tra lại lần nữa để tìm các yếu tố có thể cải thiện được. Để hoàn thành
việc này, một số câu hỏi cơ bản cần phải được đặt ra, chẳng hạn Why?
What? Where? When? How? Who? Sơ đồ công nghệ, đã được trình bày
trong chương …, sẽ giúp ích cho quá trình phân tích này.
Bảng 5.2 Bảng liệt kê danh mục cần kiểm tra

-

Thiết bị vận chuyển vật liệu đã trên mười năm sử dụng?
Nhà máy đang sử dụng nhiều chủng loại thiết bị đòi hỏi một lượng lớn chi tiết dự
trữ?
Thiết bị thường hư hỏng do hoạt động bảo trì ngăn ngừa quá kém?
Xe nâng có phải di chuyển quá xa để đến khu vực cần vận chuyển?
Có nhiều tai nạn lao động do vận chuyển vật liệu thủ công gây nên?
Vật liệu vận chuyển thủ công có trọng lượng vượt quá 23kg (50 pounds) không?
Có nhiều công việc vận chuyển cần hai hay nhiều công nhân?
Công nhân có tay nghề cao bị lãng phí thời gian cho công việc vận chuyển vật liệu?
Vật liệu có bị đông nghịt tắc nghẽn tại bất cứ điểm nào không?
Công việc sản xuất có bị trì hoãn do di dời vật liệu không?
Không gian lưu trữ vật liệu có bị lãng phí?
Có phát sinh chi phí bốc dỡ chậm hay không?
Vật liệu có bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển không?
Hơn 20 phần trăm thời gian xe nâng vận hành mà không chuyên chở vật liệu?

Nhà xưởng có quá nhiều điểm vận chuyển vật liệu không?
Vận chuyển vật liệu bằng máy móc có thể được thay thế bằng trọng lực không?
Có quá nhiều hoạt động vận chuyển không thực sự cần thiết?
Vận chuyển riêng lẽ nhiều chi tiết trong khi có thể ứng dụng đơn vị vận chuyển?
Nền nhà xưởng quá bẩn hoặc cần được sửa chữa không?
Thiết bị vận chuyển vật liệu bị quá tải không?
Có sự di chuyển không cần thiết vật liệu từ container này qua container khác?
Khu vực nhà kho bố trí bất hợp lý làm cản trở việc lên một kế hoạch vận chuyển vật
liệu hiệu quả?
Việc phân tích hệ thống rất khó khăn vì không có sơ đồ quy trình sản xuất chi tiết?
Chi phí nhân công gián tiếp quá cao?

19


Câu hỏi Why đặt vấn đề tại sao lại có hoạt động vận chuyển này? Ví dụ,
một hoạt động di chuyển chi tiết từ nơi nhận đến nơi kiểm tra và trở lại nơi
nhận ban đầu. Hoạt động này có thể cắt giảm nếu khâu kiểm tra chất lượng
sản phẩm cuối cùng được bố trí tại nhà cung cấp và chúng ta có thể tin
tưởng dữ liệu của nhà cung cấp.
Câu hỏi What liên quan đến sự hiểu biết loại vật liệu được vận chuyển.
Loại vật liệu và tần suất di chuyển có thể giúp xác định loại thiết bị và phụ
kiện được sử dụng. Ví dụ, những vật liệu nhỏ, rời rạc có thể được vận
chuyển trên băng chuyền hoặc vận chuyển bằng xe nâng kết hợp với đơn vị
vận chuyển. Trong khi những chi tiết cỡ lớn như thùng áp suất có thể phải
cần cầu trục. Ở đây, nguồn thông tin hữu ích cho chúng ta là các danh sách
liệt kê chi tiết và vật liệu cũng như kế hoạch sản xuất.
Where mô tả dữ liệu liên quan đến việc vận chuyển. Đoạn đường vận
chuyển, khoảng cách vận chuyển, và bất cứ giới hạn vật lý nào phải được
ghi chú lại. Biểu đồ tiến trình sản xuất, mô hình thu nhỏ của nhà máy là

một số nguồn để chúng ta thu thập dữ liệu.
When chỉ ra thời gian mà vật liệu được vận chuyển và trong khoảng thời
gian nào việc vận chuyển phải thực hiện. Các câu trả lời sẽ cung cấp thông
tin về tốc độ và tần số mà hệ thống vận chuyển vật liệu phải vận hành.
How ngụ ý về phương pháp vận chuyển. Bằng cách phân tích phương
pháp vận chuyển, những mặt tốn kém và không hiểu quả của phương pháp
sẽ bị bộc lộ. Biểu đồ nguyên công và dữ liệu thời gian sản xuất sẽ rất hữu
ích trong phân tích này.
Who là người chịu trách nhiệm cho công việc vận chuyển cũng như nhân
lực cần thiết cho những nhiệm vụ như vậy. Nhân lực đầy đủ là cần thiết để
làm việc hiệu quả; và mặc dầu mức độ cơ khí hóa quyết định đến nhân lực
cần thiết, những công nhân vận chuyển vật liệu nên nhận thức rõ trách
nhiệm và tầm quan trọng của họ đối với hoạt động chung của nhà máy.
Đặt ra những câu hỏi về hệ thống vận chuyển vật liệu, đặc biệt tập trung
vào những khu vực có vấn đề, sẽ tiết lộ ra những khó khăn chung tự nhiên
của sản xuất. Trong hầu hết trường hợp câu trả lời sẽ gợi ý cho chúng ta
cách thức cải thiện vấn đề và/hoặc đưa những hướng dẫn về việc chúng ta
nên tiến hành những phân tích sâu hơn ở tại khu vực nào trong hệ thống.


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

5.13

21

CÁC HỆ SỐ NĂNG SUẤT
Mỗi hệ thống trong một nhà máy sản xuất phải hoạt động hiệu quả để
giảm chi phí sản xuất và có tính cạnh tranh. Có nhiều hệ số năng suất được
sử dụng để chỉ ra hiệu quả hoạt động của một hệ thống. Một vài hệ số được

liệt kê ở bên dưới; tuy nhiện, danh sách này vẫn không phải là hoàn hảo; và
một công ty thông thường sẽ phát triển cho riêng mình một hệ số. Hệ số
này có thể định nghĩa rõ ràng hơn những khía cạnh mà công ty quan tâm.
Những hệ số này phải được theo dõi định kỳ để đảm bảo rằng giá trị của
chúng nằm trong khoảng dung sai chấp nhận được. Bất kỳ sự dao động lộn
xộn trong một khoảng thời gian đều là những tín hiệu rõ ràng rằng hệ thống
đang làm việc không trôi chảy và cần theo dõi hoặc kiểm soát thêm. Mặc
dầu một vài hệ số không chỉ ra một cách cụ thể mối liên hệ giữa năng suất
và vận chuyển vật liệu, chúng vẫn được trình bày ở đây để đảm bảo tính
chất trọn vẹn của chương. Hầu hết các yếu tố được liệt kê bên dưới đã được
MHI định nghĩa và chúng đòi hỏi rất ít hoặc không cần giải thích thêm.
Hệ Số Material – Handling – Labor (MHL)

MHL =

ố ô

â
ổ

â

ổ

ố ô

ậ
â

ậ

ể

ậ

ệ

à

Số công nhân phân bổ cho công việc vận chuyển vật liệu có thể được đo
lường bằng số lượng công nhân làm việc toàn thời gian hoặc phí tổn. Nếu
một người không xử lý vận chuyển vật liệu toàn thời gian, tỉ lệ phần trăm
công việc liên quan đến vận chuyển vật liệu phải được ước lượng và sử
dụng trong công thức. Hệ số MHL phải nhỏ hơn 1, và giá trị hợp lý là phải
nhỏ hơn 0.3 trong một nhà máy, trong khi trong nhà kho thì hệ số này sẽ
cao hơn.
Hệ Số Handling Equipment Utilization (HEU)

HEU =

ố ượ

ế (

ặ

ố ượ
ô

ấ ý

ậ

ả) ậ
ế

ể

ỗ

ờ


Lý tưởng nhất là hệ số HEU xấp xỉ bằng 1; tuy nhiên, thiết bị hư hỏng, lập
kế hoạch kém, quản lý kém, và thông số vật lý nhà xưởng sẽ làm giảm năng
suất nói chung.
Hệ Số Storage Space Utilization (SSU)
SSU =

ô

à
ổ

đã ử ụ

ô

ẵ

ó

Nếu khu vực cất trữ, chẳng hạn các thùng chứa hay ngăn chứa, vẫn còn chỗ
trống, thì chúng ta phải ước lượng phần trăm đã sử dụng và đưa vào công
thức.
Hệ Số Aisle Space Percentage (ASP)

ASP =

ô

ị

ế

ổ

ở

á

ố đ

ô

Giá trị của ASP nên nằm giữa 0.10 và 0.15.
Hệ Số Movement / Operation (MO)

MO =

ố ượ
ố ượ

á

ể

ậ

ạ độ

ả

ệ
ấ

Hệ số cho chúng ta biết được khối lượng vận chuyển vật liệu được thực
hiện. Di chuyển vật liệu có thể gồm hoạt động vận chuyển vật liệu từ nơi
nhận hàng, từ nhà kho đến khu vực sản xuất và sau đó vận chuyển trở lại
nhà kho, và cứ thế tiếp tục. Giá trị MO cao gợi ý cho chúng ta phải cải thiện
hoạt động nhà máy.
Hệ Số Manufacturing Cycle Efficiency (MCE)
MCE =

ờ

ô
ờ

ạ

ự
â

ờ
ưở

á
ả

ấ

Thời gian không dùng cho sản xuất có thể có các nguyên nhân như trì hoãn
vận chuyển vật liệu, lập kế hoạch kém, máy móc hư hỏng, và diện tích nhà


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

23

kho bị giới hạn. Để tăng hiệu suất sử dụng máy, chúng ta phải loại bỏ hoặc
giảm thiểu sự trì hoãn vận chuyển vật liệu. Hệ số MCE phải được quan sát
trong một khoảng thời gian nhất định để đảm bảo tính nhất quán.
Hệ Số Damaged Loads (DL)

DL =

ố ượ
ổ

à

ó

ố ượ

ê
à

ở ị ư ỏ

ó

ê

ở

Hệ số DL đo lường hiệu quả công việc của nhân viên làm nhiệm vụ vận
chuyển vật liệu. Hư hỏng hàng hóa trong quá trình nhận hàng, xử lý, và
giao hàng phải được giảm tối thiểu.
Hệ Số Enery Ratio (ER)

ER =

ổ

ê
ô

ụ

ọ

à

à

Hệ số năng lượng đo lường hiệu quả vận hành của các thiết bị làm lạnh,
làm nóng. Một vài cách để tiết kiệm năng lượng là giảm phần làm lạnh
hoặc làm nóng tại các khu vực nhà kho không có người, tắt đèn nếu không
cần thiết, và sử dụng đèn trên các phương tiện vận chuyển hơn là ánh sáng
cố định.

5.14

TRANG THIẾT BỊ SỬ DỤNG CHO VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU
Có rất nhiều trang thiết bị vận chuyển vật liệu trên thị trường. Lựa
chọn sử dụng trang thiết bị nào trong những điều kiện nào phụ thuộc vào
đánh giá cá nhân, kiến thức về máy móc thiết bị và chi phí liên quan đến
nhiệm vụ di chuyển vật liệu.
5.14.1. LOẠI THIẾT BỊ
Thiết bị có thể được mô tả theo lĩnh vực phục vụ mà nó hướng đến:
1. Giữa những điểm cố định trên một đường dẫn cố định
a. Băng chuyền đai
b. Băng chuyền con lăn


c.
d.
e.

f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
m.

Băng chuyền máng
Băng chuyền tấm
Băng chuyền guồng xoắn
Băng chuyền xích
Băng chuyền một ray trên cao
Băng chuyền xe đẩy
Băng chuyền bánh xe
Băng chuyền kéo
Băng chuyền gầu
Băng chuyền cart-on-track
Hệ thống ống khí nén

2. Trên những khu vực giới hạn
a. Tời
b. Cầu trục trên cao
c. Thiết bị nâng cắt kéo thủy lực
3. Trên những khu vực rộng
a. Xe đẩy tay/ xe nâng
b. Xe nâng kiểu sàn
c. Thiết bị nâng bằng tay/ giá pallet
d. Xe nâng dẫn động bằng máy

e. Xe nâng kiểu sàn dẫn động bằng máy
f. Xe tải có chạc nâng hàng
g. Xe nâng cho lối đi hẹp
h. Đoàn xe kéo
i. Máy nhấc vật liệu
j. Xe nâng kiểu tang trống
k. Thiết bị nâng kiểu tang trống
l. Dolly
m. Thiết bị dẫn hướng tự động


Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

5.14.2. MÔ TẢ THIẾT BỊ
Mỗi loại thiết bị trong danh sách sẽ được giới thiệu chi tiết trong phần
này. Một bản mô tả ngắn gọn sẽ được cung cấp, theo sau bởi một danh sách
về đặc tính thiết bị và/hoặc ứng dụng.
Băng Chuyền Đai: Băng chuyền đai là một đai liên tục, được dẫn động
bằng con lăn hay tang trống tại một hay hai đầu và được đỡ bằng băng máy
phẳng hay các con lăn. Những con lăn này sẽ tạo thành loại băng chuyền
đai thẳng hay băng chuyền lõm. Đai có thể được chế tạo từ nhựa, vải lưới
dệt, kim loại, hay lưới, phụ thuộc vào tải trọng làm việc. Trong một vài
trường hợp đặc biệt, để vận chuyển kim loại đen hay để tách kim loại đen ra
khỏi những kim loại khác, đai chuyền có thể có một băng máy từ tính. Đai
có thể rung để cung cấp các chi tiết lắp ráp, để định vị chi tiết, và để chuyển
một số lượng ít các vật liệu rời rạc.

Đặc điểm/ ứng dụng
 Đai có thể vận hành trên chiều ngang hay chiều dốc đến 30 độ.
 Đai chuyền loại băng máy thẳng có thể được sử dụng để vận chuyển

những chi tiết nhỏ trong dây chuyền lắp ráp.
 Đai chuyền con lăn có thể được sử dụng để vận chuyển các hộp lớn,
túi, hay những thùng chứa khác trong hoạt động lưu trữ, lưu kho.
 Con lăn lõm có thể được sử dụng để vận chuyển vật liệu rời như
than đá và vật liệu thô.
 Tốc độ băng chuyền có thể được điều chỉnh từ 2 đến 300 feet một
phút.
 Chiều rộng đai có thể từ 12 inches đến 36 inches với tải trọng 3001500 pounds mỗi foot dài.

25